- O que é fotossíntese?
- Tipos de fotossíntese
- Características da fotossíntese
- Equação de fotossíntese
- Fases da fotossíntese
- Importância da fotossíntese
Explicamos o que é fotossíntese, suas características, equação e fases. Além disso, por que é importante para os ecossistemas do mundo.
O que é fotossíntese?
A fotossíntese é o processo bioquímico pelo qual plantas, algas e bactérias convertido fotossintético material inorgânico (dióxido de carbono e água) em matéria orgânica (açúcares), aproveitando Energia vindo do luz solar. Este é o principal mecanismo de nutrição de todos os organismos autotróficos que possuem clorofila, que é o pigmento essencial para o processo fotossintético.
A fotossíntese constitui um dos mecanismos bioquímicos mais importantes do planeta, pois envolve a fabricação de nutrientes orgânicos que armazenam o Energia luminosa vindo de sol em diferente moléculas útil (carboidratos). Na verdade, o nome desse processo vem das vozes gregas foto, "luz e síntese, "Composição".
Após a fotossíntese, as moléculas orgânicas sintetizadas podem ser utilizadas como fonte de energia química para apoiar processos vitais, como a respiração celular e outras reações que fazem parte do metabolismo dos seres vivos.
Para realizar a fotossíntese, é necessária a presença da clorofila, pigmento sensível à luz solar, que confere às plantas e algas a coloração verde característica. Este pigmento é encontrado nos cloroplastos, organelas celulares de vários tamanhos que são típicas da células vegetais, especialmente as células foliares (das folhas). Os cloroplastos contêm um conjunto de proteína Y enzimas que permitem o desenvolvimento de reações complexas que fazem parte do processo fotossintético.
O processo de fotossíntese é essencial para o ecossistema e para o vida como os conhecemos, pois permite a criação e a circulação da matéria orgânica e a fixação da matéria inorgânica. Além disso, durante a fotossíntese oxigenada, é produzido o oxigênio de que a maioria dos seres vivos necessita para sua produção. respirando.
Tipos de fotossíntese
Dois tipos de fotossíntese podem ser distinguidos, dependendo das substâncias utilizadas pelo corpo para realizar a reação:
- Fotossíntese oxigenada. É caracterizado pelo uso de Água (H2O) para a redução de dióxido de carbono (CO2) consumido. Nesse tipo de fotossíntese, além de açúcares úteis produzidos para o corpo, o oxigênio (O2) também é obtido como produto da reação. Plantas, algas e cianobactérias realizam a fotossíntese oxigenada.
- Fotossíntese anoxigênica. O corpo não usa água para reduzir o dióxido de carbono (CO2), mas usa a luz solar para quebrar as moléculas de sulfeto de hidrogênio (H2S) ou gás hidrogênio (H2). Esse tipo de fotossíntese não produz oxigênio (O2) e, em vez disso, libera enxofre como produto da reação. A fotossíntese anoxigênica é realizada pelas chamadas bactérias sulfurosas verdes e roxas, que contêm pigmentos fotossintéticos agrupados sob o nome de bacterioclorofilas, que são diferentes da clorofila das plantas.
Características da fotossíntese
Em plantas e algas, a fotossíntese ocorre em organelas chamadas cloroplastos.
Em termos gerais, a fotossíntese é caracterizada pelo seguinte:
- É um processo bioquímico de aproveitamento da luz solar para a obtenção de compostos orgânicos, ou seja, a síntese de nutrientes a partir de elementos inorgânicos como água (H2O) e dióxido de carbono (CO2).
- Pode ser executado por vários organismos autotróficos, desde que tenham pigmentos fotossintéticos (o mais importante é a clorofila). É o processo de nutrição de plantas (terrestres e aquáticas), algas, fitoplâncton, bactérias fotossintéticas. Alguns poucos animais são capazes de fotossíntese, incluindo a lesma do mar Elysia chlorotica e a salamandra pintada Ambystoma maculatum (o último faz isso graças ao simbiose com uma alga marinha).
- Em plantas e algas, a fotossíntese ocorre em organelas especializadas chamadas cloroplastos, nas quais a clorofila é encontrada. Bactérias fotossintéticas também possuem clorofila (ou outros pigmentos análogos), mas não possuem cloroplastos.
- Existem dois tipos de fotossíntese, dependendo da substância usada para fixar o carbono do dióxido de carbono (CO2). A fotossíntese oxigenada usa água (H2O) e produz oxigênio (O2), que é liberado no meio ambiente. A fotossíntese anoxigênica usa sulfeto de hidrogênio (H2S) ou gás hidrogênio (H2) e não produz oxigênio, mas libera enxofre.
- Desde a Grécia Antiga, a relação entre a luz do sol e as plantas já era postulada. No entanto, os avanços no estudo e compreensão da fotossíntese começaram a ganhar importância graças às contribuições de um conjunto sucessivo de cientistas dos séculos XVIII, XIX e XX. Por exemplo, o primeiro a demonstrar a geração de oxigênio nas plantas foi o clérigo inglês Joseph Priestley (1732-1804) e o primeiro a formular a equação básica da fotossíntese foi o botânico alemão Ferdinand Sachs (1832-1897). Mais tarde, o bioquímico O americano Melvin Calvin (1911-1997), deu outra enorme contribuição, esclarecendo o ciclo de Calvin (uma das fases da fotossíntese), que lhe rendeu o Prêmio Nobel de Química em 1961.
Equação de fotossíntese
A equação geral para a fotossíntese oxigenada é a seguinte:
A maneira correta de formular esta equação quimicamente, ou seja, a equação balanceada para esta reação, é a seguinte:
Fases da fotossíntese
A fotossíntese como um processo químico ocorre em duas fases distintas: a fase de claro (ou claro) e a fase de escuridão, assim chamada porque apenas a primeira está diretamente envolvida na presença da luz solar (o que não significa que a segunda necessariamente ocorre no escuro )
- Estágio leve ou fotoquímico. Durante esta fase, reações dependentes de luz ocorrem dentro da planta, ou seja, a planta captura o energia solar por meio da clorofila e a utiliza para produzir ATP e NADPH. Tudo começa quando a molécula de clorofila entra em contato com a radiação solar e elétrons de suas camadas externas são excitadas, o que gera uma cadeia de transporte de elétrons (semelhante ao eletricidade), que é usado para a síntese de ATP (adenosina trifosfato) e NADPH (nicotina adenina dinucleotídeo fosfato). A quebra de uma molécula de água em um processo chamado "fotólise" permite que uma molécula de clorofila recupere o elétron que perdeu quando excitada (a excitação de várias moléculas de clorofila é necessária para realizar a fase leve). Como resultado da fotólise de duas moléculas de água, uma molécula de oxigênio é produzida e liberada para o atmosfera como um subproduto desta fase da fotossíntese.
- Estágio escuro ou sintético. Nessa fase, que ocorre na matriz ou estroma dos cloroplastos, a planta utiliza dióxido de carbono e aproveita as moléculas geradas na etapa anterior (energia química) para sintetizar substâncias substâncias orgânicas através de um circuito de reações químicas altamente complexas conhecidas como Ciclo Calvin-Benson. Durante esse ciclo, e por meio da intervenção de diferentes enzimas, previamente formadas ATP e NADPH, a glicose é sintetizada a partir do dióxido de carbono que a planta retira da atmosfera. A incorporação de dióxido de carbono em compostos orgânico é conhecido como fixação de carbono.
Importância da fotossíntese
A fotossíntese é um processo vital e central na biosfera por várias razões. O primeiro e mais óbvio é que ele produz oxigênio (O2), um gás essencial para a respiração tanto na água quanto na água. ar. Sem plantas, a maioria dos seres vivos (incluindo o ser humano) eles simplesmente não podiam sobreviver.
Por outro lado, ao absorvê-lo do meio ambiente, as plantas fixam dióxido de carbono (CO2), convertendo-o em matéria orgânica. Este gás, que exalamos ao respirar, é potencialmente tóxico se não for mantido dentro de certos limites.
Porque as plantas usam dióxido de carbono para fazer suas próprias Comida, a diminuição da vida vegetal no planeta afeta o aumento desse gás na atmosfera, onde funciona como agente de aquecimento global. Por exemplo, o CO2 atua como um gás de efeito estufa, evitando o excesso calor que atinge o terra irradia para fora da atmosfera. Estima-se que a cada ano os organismos fotossintéticos fixem como substâncias orgânicas cerca de 100 bilhões de toneladas de carbono.