Bioquímica

Fotossíntese: o que é, como ocorre, processo, equação – Resumo

Fotossíntese: o que é, como ocorre, processo, equação – Resumo
5 (100%) 1 voto

Todos os organismos vivos da Terra consistem em uma ou mais células. Cada célula funciona com a energia química encontrada principalmente em moléculas de carboidratos (alimentos), e a maioria dessas moléculas é produzida por um processo: a fotossíntese. Através da fotossíntese, certos organismos convertem energia solar (luz solar) em energia química, que é então usada para construir moléculas de carboidratos.

A energia usada para manter essas moléculas juntas é liberada quando um organismo quebra os alimentos. As células então usam essa energia para realizar o trabalho, como a respiração celular.

A energia que é aproveitada da fotossíntese entra nos ecossistemas do nosso planeta continuamente e é transferida de um organismo para outro. Portanto, direta ou indiretamente, o processo de fotossíntese fornece a maior parte da energia necessária para as coisas vivas na Terra.

A fotossíntese também resulta na liberação de oxigênio na atmosfera. Em suma, para comer e respirar, os seres humanos dependem quase inteiramente dos organismos que realizam a fotossíntese.

Dependência Solar e Produção de Alimentos

Alguns organismos podem realizar a fotossíntese, enquanto outros não podem. Um autotrófico é um organismo que pode produzir sua própria comida. As raízes gregas da palavra autotrof significa “eu” ( auto ) “alimentador” ( troph ).

As plantas são os autotróficos mais conhecidos, mas existem outros, incluindo certos tipos de bactérias e algas ( Figura ). As algas oceânicas contribuem com enormes quantidades de alimento e oxigênio para as cadeias alimentares globais.

As plantas também são fotoautotróficas , um tipo de autótrofo que usa a luz do sol e o carbono do dióxido de carbono para sintetizar energia química na forma de carboidratos. Todos os organismos que realizam a fotossíntese requerem luz solar.

A foto mostra uma folha de samambaia verde. A foto b mostra um píer projetando-se em um grande corpo de água parada; a água perto do cais é colorida de verde com algas visíveis. A foto c é uma micrografia de cianobactérias.
(a) Plantas, (b) algas, e (c) certas bactérias, chamadas cianobactérias, são fotoautotróficas que podem realizar a fotossíntese. As algas podem crescer sobre enormes áreas na água, às vezes cobrindo completamente a superfície. (crédito a: Steve Hillebrand, Serviço de Pesca e Vida Selvagem dos EUA; crédito b: “eutroficação e hipóxia” / Flickr; crédito c: NASA; dados de barra de escala de Matt Russell)

Os heterotróficos são organismos incapazes de fotossíntese, que devem, portanto, obter energia e carbono dos alimentos consumindo outros organismos. As raízes gregas da palavra heterotroph significa “outro” ( hetero ) “alimentador” ( troph), significando que sua comida vem de outros organismos.

Mesmo que o organismo alimentar seja outro animal, esse alimento tem suas origens nos autótrofos e no processo de fotossíntese. Os humanos são heterotróficos, assim como todos os animais. Os heterotróficos dependem dos autotróficos, direta ou indiretamente.

Veados e lobos são heterotróficos. Um cervo obtém energia comendo plantas. Um lobo comendo um cervo obtém energia que originalmente veio das plantas comidas por esse cervo. A energia na planta veio da fotossíntese e, portanto, é o único autotrófico neste exemplo ( Figura ). Usando esse raciocínio, todos os alimentos ingeridos pelos seres humanos também se ligam aos autótrofos que realizam a fotossíntese.

Esta foto mostra os cervos que correm através da grama alta na borda de uma floresta.
A energia armazenada nas moléculas de carboidratos da fotossíntese passa pela cadeia alimentar. O predador que come estes cervos está recebendo energia que se originou na vegetação fotossintética que os cervos consumiam. (crédito: Steve VanRiper, Serviço de Pesca e Vida Selvagem dos EUA)
BIOLOGIA EM AÇÃO

Fotossíntese na mercearia

Esta foto mostra pessoas comprando em uma mercearia
A fotossíntese é a origem dos produtos que compõem os principais elementos da dieta humana. (crédito: Associação Brasileira de Supermercados)

Grandes mercearias nos Estados Unidos são organizadas em departamentos, como laticínios, carnes, produtos, pão, cereais e assim por diante. Cada corredor contém centenas, se não milhares, de diferentes produtos para os clientes comprarem e consumirem ( Figura ).

Embora exista uma grande variedade, cada item se conecta à fotossíntese. Carnes e produtos lácteos ligam-se à fotossíntese porque os animais foram alimentados com alimentos à base de plantas. Os pães, cereais e massas vêm em grande parte de grãos, que são as sementes das plantas fotossintéticas.

E quanto a sobremesas e bebidas? Todos esses produtos contêm açúcar – a molécula básica de carboidrato produzida diretamente a partir da fotossíntese. A conexão da fotossíntese se aplica a todas as refeições e a todos os alimentos que uma pessoa consome.

Principais estruturas e resumo da fotossíntese

A fotossíntese requer luz solar, dióxido de carbono e água como reagentes iniciais ( Figura ). Depois que o processo é concluído, a fotossíntese libera oxigênio e produz moléculas de carboidratos, mais comumente glicose. Essas moléculas de açúcar contêm a energia que os seres vivos precisam para sobreviver.

Esta foto mostra uma árvore. As setas indicam que a árvore usa dióxido de carbono, água e luz solar para produzir açúcares e liberar oxigênio.
A fotossíntese usa energia solar, dióxido de carbono e água para liberar oxigênio e produzir moléculas de açúcar que armazenam energia.

As reações complexas da fotossíntese podem ser resumidas pela equação química mostrada na Figura .

A equação da fotossíntese é mostrada. De acordo com essa equação, seis moléculas de dióxido de carbono e seis moléculas de água produzem uma molécula de açúcar e uma molécula de oxigênio. A molécula de açúcar é feita de 6 carbonos, 12 hidrogênios e 6 oxigênios. A luz solar é usada como fonte de energia.
O processo de fotossíntese pode ser representado por uma equação, em que o dióxido de carbono e a água produzem açúcar e oxigênio usando energia da luz solar.

Embora a equação pareça simples, as muitas etapas que ocorrem durante a fotossíntese são na verdade bastante complexas, como no modo como a reação que resume a respiração celular representou muitas reações individuais. Antes de aprender os detalhes de como os fotoautotróficos transformam a luz solar em alimento, é importante familiarizar-se com as estruturas físicas envolvidas.

Nas plantas, a fotossíntese ocorre principalmente nas folhas, que consistem em muitas camadas de células e têm lados superior e inferior diferenciados. O processo de fotossíntese ocorre não nas camadas superficiais da folha, mas sim na camada intermediária chamada mesofilo ( Figura ). A troca gasosa de dióxido de carbono e oxigênio ocorre através de pequenas aberturas reguladas chamadas estômatos .

Em todos os eucariontes autotróficos, a fotossíntese ocorre dentro de uma organela chamada cloroplasto . Nas plantas, existem células contendo cloroplastos no mesofilo. Os cloroplastos possuem uma membrana dupla (interna e externa).

Dentro do cloroplasto existe uma terceira membrana que forma estruturas empilhadas em forma de disco, chamadas thylakoides . Embutidos na membrana tilacoide são moléculas de clorofila , um pigmento(uma molécula que absorve a luz) através da qual todo o processo de fotossíntese começa.

A clorofila é responsável pela cor verde das plantas. A membrana tilacoide envolve um espaço interno chamado espaço tilacoide.

Outros tipos de pigmentos também estão envolvidos na fotossíntese, mas a clorofila é de longe a mais importante. Como mostrado na Figura , uma pilha de tilacoides é chamada de granum , e o espaço ao redor do granum é chamado de estroma (não deve ser confundido com estômatos, as aberturas nas folhas).

CONEXÃO VISUAL
A parte superior desta ilustração mostra uma seção transversal da folha. Na seção transversal, o mesofilo é imprensado entre a epiderme superior e a epiderme inferior. O mesofilo tem uma parte superior com jaulas retangulares alinhadas em uma linha e uma parte mais baixa com jaulas ovais. Uma abertura chamada estomata existe na epiderme inferior. A parte central desta ilustração mostra uma célula vegetal com um vacúolo central proeminente, um núcleo, ribossomos, mitocôndrias e cloroplastos. A parte inferior desta ilustração mostra o cloroplasto, que tem pilhas de membranas semelhantes a panquecas no interior.
Nem todas as células de uma folha executam a fotossíntese. Células dentro da camada média de uma folha possuem cloroplastos, que contêm o aparato fotossintético. (credit “leaf”: modificação do trabalho de Cory Zanker)

Em um dia quente e seco, as plantas fecham seus estômatos para conservar a água. Que impacto isso terá na fotossíntese?

As duas partes da fotossíntese

A fotossíntese acontece em dois estágios: as reações dependentes da luz e o ciclo de Calvin. Nas reações dependentes da luz, que ocorre na membrana tilacoide, a clorofila absorve energia da luz solar e, em seguida, converte-a em energia química com o uso de água.

As reações dependentes de luz liberam oxigênio da hidrólise da água como subproduto. No ciclo de Calvin, que ocorre no estroma, a energia química derivada das reações dependentes de luz impulsiona tanto a captura de carbono em moléculas de dióxido de carbono quanto a subsequente montagem de moléculas de açúcar.

As duas reações usam moléculas transportadoras para transportar a energia de um para o outro. Os portadores que movem a energia das reações dependentes da luz para as reações do ciclo de Calvin podem ser considerados “cheios” porque trazem energia. Depois que a energia é liberada, os portadores de energia “vazios” retornam às reações dependentes de luz para obter mais energia.

Resumo da seção

O processo de fotossíntese transformou a vida na terra. Aproveitando a energia do sol, a fotossíntese permitiu que as coisas vivas acessassem enormes quantidades de energia. Por causa da fotossíntese, os seres vivos ganharam acesso a energia suficiente, permitindo-lhes desenvolver novas estruturas e alcançar a biodiversidade que é evidente hoje.

Apenas certos organismos, chamados autótrofos, podem realizar a fotossíntese; eles exigem a presença de clorofila, um pigmento especializado que pode absorver a luz e converter a energia da luz em energia química.

A fotossíntese usa dióxido de carbono e água para montar moléculas de carboidratos (geralmente glicose) e libera oxigênio no ar. Autótrofos eucarióticos, como plantas e algas, têm organelas chamadas cloroplastos nas quais ocorre a fotossíntese.

Referências:

Glossário

autotrófico
um organismo capaz de produzir sua própria comida
clorofila
o pigmento verde que capta a energia luminosa que impulsiona as reações da fotossíntese
cloroplasto
a organela onde a fotossíntese ocorre
granum
uma pilha de tilacoides localizados dentro de um cloroplasto
heterótrofo
um organismo que consome outros organismos para alimentação
reação dependente de luz
o primeiro estágio da fotossíntese onde a luz visível é absorvida para formar duas moléculas transportadoras de energia (ATP e NADPH)
mesofilo
a camada intermediária de células em uma folha
fotoautotrofo
um organismo capaz de sintetizar suas próprias moléculas de alimento (armazenando energia), usando a energia da luz
pigmento
uma molécula que é capaz de absorver energia luminosa
estoma
a abertura que regula as trocas gasosas e a regulação da água entre as folhas e o meio ambiente; plural: estomas
estroma
o espaço cheio de líquido que circunda o grana dentro de um cloroplasto onde ocorrem as reações da fotossíntese no ciclo de Calvin
tilacoide
estrutura membranosa em forma de disco dentro de um cloroplasto onde as reações de fotossíntese dependentes de luz ocorrem usando clorofila embutida nas membranas

Você gostar de ver isso

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Close
Close
Início - Planeta Biológico

    O que ṣo mol̩culas РDe que ṣo feitas

    Em seu nível mais fundamental, a vida é composta de matéria. A matéria ocupa espaço e tem massa. Toda matéria é composta de elementos ,…

    Principais vias metabólicas

    Você aprendeu sobre o catabolismo da glicose, que fornece energia para as células vivas. Mas as coisas vivas consomem mais do…

    Ciclo Celular: fases, períodos, o que é – Resumo

    O ciclo celular é uma série ordenada de eventos envolvendo crescimento celular e divisão celular que produz duas novas células filhas. As células…

    Estrutura e Função dos ribossomos

    Função dos Ribossomos: Traçando sua origem para mais de 3 a 4 bilhões de anos atrás, acredita-se que os ribossomos…

    Diferen̤as entre c̩lulas eucariontes e procariontes РResumo

    As células se enquadram em uma das duas grandes categorias: procariótica e eucariótica. Os organismos predominantemente unicelulares dos domínios Bactéria e…

    O que são bactérias: características, tipos, estrutura

    Bactérias são organismos microscópicos antigos que são encontrados em toda parte da Terra. Eles são um dos três principais ramos da árvore…

    Carboidratos: tipos, função, estrutura – Sacarídeos

    Os carboidratos são uma das quatro principais categorias de moléculas encontradas nos seres vivos – as outras três são proteínas , lipídios e ácidos nucleicos . Eles…

    O que ̩ Espermatog̻nese Рforma̤̣o dos gametas masculinos

    Espermatogênese : No reino animal (entre os animais dióicos ), a união do espermatozóide e óvulo é a base da reprodução da espécie. Por um…

    Introdṳ̣o a citologia РComo as c̩lulas ṣo estudas

    Uma célula é a menor unidade de uma coisa viva. Uma coisa viva, como você, é chamada de organismo. Assim, as células…

    Arqueas: o que são, tipos, características – Archaeas

    As Arqueas também conhecidas como Archaeas é um vasto grupo de microrganismos pouco conhecidos . Eles formam um dos três…

    Glicólise: o que é, processos, função – Resumo

    Mesmo reações exergônicas de liberação de energia requerem uma pequena quantidade de energia de ativação para prosseguir. No entanto, considere as…

    O que ̩ metabolismo Рanabolismo, catabolismo e energia

    Os cientistas usam o termo bioenergética para descrever o conceito de fluxo de energia ( Figura ) através de sistemas vivos, como as células. Processos…