Compreender o que é fotossíntese e como esse processo ocorre é fundamental para a entender como os organismos fotossintetizantes produzem seu alimento.
Nas plantas, a fotossíntese acontece nos cloroplastos e caracteriza-se pelas diversas reações químicas observadas. Essas reações podem ser agrupadas em dois processos principais.
Reações Luminosas: ocorrem na membrana do tilacoide (sistemas de membranas internas do cloroplasto).
Reações De Fixação De Carbono: ocorrem no estroma do cloroplasto (fluido denso no interior da organela).

O QUE É FOTOSSÍNTESE?

A fotossíntese é definida como um processo em que a energia solar é capturada e as moléculas orgânicas são produzidas. Esse processo é fundamental para a sobrevivência da vida no planeta e é a principal forma pela qual a energia entra na biosfera. Nas plantas, o processo de fotossíntese ocorre em estruturas especializadas no interior das células, denominadas de cloroplasto.

Antes de entender cada reação que ocorre na fotossíntese, devemos conhecer o local em que algumas dessas reações acontecem. As reações luminosas acontecem, por exemplo, na membrana do tilacoide, mais precisamente nos chamados fotossistemas.

Os fotossistemas são unidades nos cloroplastos em que estão inseridas as clorofilas a e b e os carotenoides. Nesses fotossistemas, é possível perceber duas porções denominadas de complexo antena e centro de reação. No complexo antena são encontradas moléculas de pigmento que captam a energia luminosa e as leva para o centro de reação, um local rico em proteínas e clorofila.
No processo de fotossíntese, é possível verificar a presença de dois fotossistemas ligados por uma cadeia transportadora de elétrons: o fotossistema I e o fotossistema II.
O fotossistema I absorve luz com comprimentos de onda de 700 nm ou mais, enquanto o fotossistema II absorve comprimentos de onda de 680 nm ou menos. Vale destacar que a denominação de fotossistema I e II foi dada na ordem de suas descobertas.

REAÇÃO LUMINOSA: Inicialmente, a energia luminosa entra no fotossistema II e passa para as moléculas de clorofila P680. Essa molécula é excitada, e os elétrons energizados são transferidos, então, para um receptor de elétrons e, à medida que vão sendo retirados, são substituídos por outros elétrons que são provenientes de moléculas de água. A molécula da água sofre fotólise, fornece esses elétrons e prótons e libera oxigênio.

Através da cadeia transportadora de elétrons, pares de elétrons chegam até o fotossistema I e geram um gradiente de prótons que leva à síntese de ATP em um processo denominado fotofosforilação, em que fosfato é adicionado ao ADP. A energia absorvida pelo fotossistema I é passada para o centro de reação (clorofila P700). Os elétrons energizados são capturados por uma molécula de NADP+, e os elétrons retirados da clorofila P700 são substituídos por aqueles que estavam no fotossistema II. A energia gerada nessas reações é estocada em moléculas de NADPH e ATP, as quais foram formadas no processo de fotofosforilação. Nessa reação, portanto, não ocorre a formação de açúcar.

REAÇÃO DE FIXAÇÃO DE CARBONO: O ciclo de Calvin é o processo responsável pela fixação do CO2 e redução do novo carbono fixado. Ele inicia-se quando uma molécula de CO2 combina-se com a ribulose 1,5-bifosfato (RuBP), formando 3-fosfoglicerato (PGA). O PGA é reduzido a gliceraldeído 3-fosfato (PGAL). Em cada ciclo de Calvin, um átomo de carbono é adicionado ao ciclo e a RuBP regenerada, e a cada três voltas é formada uma molécula de PGAL. A grande maioria do carbono fixado é convertida em sacarose ou amido.

EQUAÇÃO DA FOTOSSÍNTESE

6 CO2 + 12 H2O + energia luminosa → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

É importante destacar que, geralmente, observa-se na equação da fotossíntese a formação da glicose como carboidrato produzido. Entretanto, no processo de fotossíntese, os primeiros carboidratos produzidos são os açúcares constituídos por apenas três carbonos.

IMPORTÂNCIA DA FOTOSSÍNTESE PARA O ECOSSISTEMA

A fotossíntese é, sem dúvida, essencial para os ecossistemas, sendo responsável, por exemplo, pelo fornecimento de oxigênio, o qual é utilizado por grande parte dos seres vivos para processos de obtenção de energia (respiração celular). Não podemos esquecer-nos ainda de que os organismos fotossintetizantes fazem parte do primeiro nível trófico das cadeias e teias alimentares, sendo eles, portanto, a base na cadeia trófica.

Na fotossíntese, as plantas e outros organismos fotossintetizantes conseguem converter a energia solar em energia química. Ao ser consumida, a energia acumulada pelos produtores passa para o próximo nível trófico. Desse modo, podemos concluir que, para um ecossistema funcionar adequadamente, esse depende da captura de energia solar e sua conversão para a biomassa dos organismos fotossintetizantes.

FOTOSSÍNTESE E QUIMIOSSÍNTESE

A fotossíntese e a quimiossíntese são dois processos realizados por organismos autotróficos. A quimiossíntese destaca-se por ser um processo em que a energia solar não é necessária, sendo esse um processo realizado por muitos organismos que vivem em ambientes extremos, como fontes hidrotermais nos abismos oceânicos. Na quimiossíntese, ocorre a síntese de moléculas orgânicas utilizando-se a energia química proveniente de compostos inorgânicos. Na fotossíntese, por sua vez, observa-se um processo em que compostos orgânicos são formados utilizando-se a energia luminosa absorvida por pigmentos especiais.

RESUMO DA FOTOSSÍNTESE

*A fotossíntese é um processo em que a energia solar é capturada e utilizada na produção de moléculas orgânicas.
*A fotossíntese acontece nos cloroplastos.
*Clorofila e carotenoides estão arranjados nos tilacoides dos cloroplastos, em unidades chamadas de fotossistemas.
*Duas etapas podem ser observadas na fotossíntese: reações luminosas e reações de fixação de carbono.
*No final da fotossíntese, são produzidos carboidratos.
*A fotossíntese garante que oxigênio seja disponibilizado para o meio ambiente.
*Os organismos fotossintetizantes são produtores na cadeia alimentar.