Fotossíntese
A fotossíntese é o processo pelo qual as plantas e outras coisas fazem os alimentos. É um processo químico endotérmico (absorve calor) que utiliza a luz solar para transformar dióxido de carbono em açúcares que a célula pode usar como energia. Assim como as plantas, muitos tipos de algas, protists e bactérias o utilizam para obter alimentos. A fotossíntese é muito importante para a vida na Terra. A exceção são certos organismos que obtêm sua energia diretamente de reações químicas; estes organismos são chamados quimioautotrofos.
A fotossíntese pode acontecer de diferentes maneiras, mas há algumas partes que são comuns.
6 CO2(g) + 6 H2O + fótons → C6H12O6(aq) + 6 O2(g)
dióxido de carbono + água + energia luminosa → glicose + oxigênio
O dióxido de carbono entra na folha através dos estômatos por Difusão a partir da atmosfera.
A água é absorvida do solo pelas células capilares radiculares, que têm uma área de superfície aumentada para uma maior absorção de água.
A fotossíntese ocorre no Cloroplasto (encontrado nas células foliares) que contém Clorofila, o pigmento verde que absorve a energia da luz. Nas folhas, as células da Palisade possuem muitos cloroplastos para capturar mais luz. Desta forma, a planta pode fazer mais fotossíntese.
O oxigênio é um produto residual: é utilizado para respiração ou se difunde de volta para fora da folha através dos estômatos.
A glicose é utilizada para a respiração (para liberar energia nas células). Ela é armazenada sob a forma de amido (que é convertido novamente em glicose para a respiração no escuro). A glicose também pode ser convertida em outros compostos para crescimento e reprodução, por exemplo, celulose, néctar, frutose, aminoácidos e gorduras.
A energia da luz solar, a água absorvida pelas raízes e o dióxido de carbono da atmosfera produzem glicose e oxigênio através da fotossíntese
Reações
A fotossíntese tem dois conjuntos principais de reações. As reações dependentes da luz precisam de luz para funcionar; e as reações independentes da luz, que não precisam de luz para funcionar.
Reação leve-dependente
A energia da luz solar é utilizada para dividir as moléculas de água (fotólise). A luz solar atinge os cloroplastos na planta, fazendo com que uma enzima rompa a água. A água, quando quebrada, produz oxigênio, hidrogênio e elétrons.
O hidrogênio, juntamente com os elétrons energizados pela luz, converte o NADP em NADPH que é então utilizado nas reações independentes da luz. O oxigênio se difunde para fora da planta como um produto residual da fotossíntese, e o ATP é sintetizado a partir do ADP e do fosfato inorgânico. Tudo isso acontece na grana dos cloroplastos.
Reação leve e independente
Durante esta reação, os açúcares são construídos usando dióxido de carbono e os produtos das reações dependentes da luz (ATP e NADPH) e vários outros produtos químicos encontrados na planta no Ciclo Calvin. Portanto, a reação independente da luz não pode acontecer sem a reação dependente da luz. O dióxido de carbono se difunde na planta e junto com os produtos químicos do cloroplasto, ATP e NADPH, a glicose é feita e, finalmente, transportada ao redor da planta por translocação.
Diagrama de um cloroplasto
Evolução precoce
Os primeiros organismos fotossintéticos provavelmente evoluíram no início da história da vida. Eles podem ter usado agentes redutores como o hidrogênio ou sulfeto de hidrogênio como fontes de elétrons, ao invés de água. As cianobactérias apareceram mais tarde, e o excesso de oxigênio que elas produziram contribuiu para a catástrofe do oxigênio. Isto tornou possível a evolução da vida complexa.
Eficácia
Hoje, a taxa média de captação de energia por fotossíntese em todo o mundo é de aproximadamente 130 terawatts, o que é cerca de seis vezes maior do que a energia atualmente utilizada pela civilização humana. Os organismos fotossintéticos também convertem cerca de 100-115 mil milhões de toneladas métricas de carbono em biomassa por ano.
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Perguntas e Respostas
P: O que é a fotossíntese?
R: A fotossíntese é um processo utilizado pelas plantas e alguns microorganismos para transformar dióxido de carbono em açúcares utilizando a luz solar. Ela converte a energia da luz em energia química.
P: O que são os produtos da fotossíntese?
R: Os produtos da fotossíntese são hidratos de carbono, que são utilizados pelas células como energia e para construir outras moléculas.
P: Como é que a fotossíntese afecta a vida na Terra?
R: A fotossíntese é vital para a vida na Terra porque foi responsável pela introdução de oxigénio livre na atmosfera. Sem ela, não haveria vida na Terra.
P: Quem usa a fotossíntese?
R: Plantas verdes, algas, protistas e algumas bactérias utilizam a fotossíntese. Alguns organismos que obtêm a sua energia de reacções químicas são chamados quimioautotrofos e não utilizam a fotossíntese.
P: A fotossíntese é uma reacção exotérmica ou endotérmica?
R: A fotossíntese é uma reacção endotérmica, o que significa que é necessário calor para que ocorra.
P: Em que tipo de energia é que a fotossíntese converte a luz?
R: A fotossíntese converte a energia da luz em energia química.
