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Fotossíntese é o processo biológico pelo qual as plantas portadoras de pigmentos capazes de absorver a energia do Sol convertem o gás carbônico e a água em substâncias orgânicas e oxigênio.

Dos compostos orgânicos elaborados pela fotossíntese:

a) parte é empregada na organização do próprio vegetal;

b) parte é metabolizada e libera a energia indispensável à manutenção das atividades da planta, através das reações de respiração e fermentação;

c) parte é consumida como alimento pelos animais;

d) parte é decomposta pela ação de microorganismos; e

e) parte passa a se fossilizar, podendo, no futuro, servir como combustível.

O oxigênio liberado pela fotossíntese é usado na respiração da grande maioria dos seres vivos. Certas bactérias e fungos, através da quimiossíntese, também sintetizam matéria orgânica.

O processo da fotossíntese pode ser resumido na seguinte equação química:

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Observação: a fórmula entre parênteses não representa uma molécula, mas apenas um grupamento de átomos que pode ser parte de uma estrutura maior. Assim, (CH2O) simboliza os carboidratos em geral.

A fotossíntese pode ser dividida em duas fases: a fase de claro (ou fotoquímica) e a fase de escuro (ou enzimática).

1. A fase de claro

Nesta fase ocorrem duas reações que dependem da presença de luz: a quebra da água em oxigênio e hidrogênio (fotólise da água) e a transformação de ADP + P em ATP (fotofosforilação). A fase de claro ocorre nas lamelas dos cloroplastos.

Na fotólise, as moléculas de água se quebram, com a ação da luz, em hidrogênio e hidroxila (OH). O hidrogênio é capturado por moléculas de uma substância chamada NADP (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato) originando NADPH2. As hidroxilas reagem entre si formando água.

Na fotofosforilação o ADP liga-se a um átomo de fosfato (P) através da ação da clorofila na presença de luz.

2. A fase de escuro

Nesta fase as reações não dependem de energia luminosa. Podem ocorrer tanto na presença quanto na ausência de luz e acontecem no estroma do cloroplasto. Nela ocorre a redução do gás carbônico (CO2), capturado do ambiente, em açúcar. A redução do CO2 ocorre através da ação do NADPH2 e da energia do ATP, ambos produzidos durante a fase de claro.


As fases da fotossíntese podem ser resumidas através do seguinte esquema:

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O gás carbônico e a água, à custa da clorofila e da energia solar, são, na planta, convertidos em carboidratos, com liberação de oxigênio. Grandes quantidades de gás carbônico, resultantes da respiração dos animais e das próprias plantas, da fermentação dos microorganismos e de todas as combustões ocorridas na Terra, se transformam em igual volume de oxigênio.

Fermentação

Em condições de exercício intenso, o gás oxigênio obtido pela respiração pulmonar pode ser insuficiente para suprir as necessidades das células musculares no trabalho de obter energia a partir da respiração celular.

No entanto, mesmo na ausência de gás oxigênio, as células musculares podem realizar a liberação da energia disponível na glicose, levando à formação de moléculas de ATP, ainda que em menor quantidade. Nessas condições, as células musculares realizam a fermentação láctica, processo que é praticamente idêntico à glicólise, com a diferença de que o ácido pirúvico é transformado em ácido láctico, com a formação de 2 ATPs:
 

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C6H12O6 - glicose, ADP - difosfato de adenosina e Pi - fósforo inorgânico; C3H6O3 - ácido láctico e ATP- trifosfato de adenosina.

A fermentação láctica também é realizada por outros seres vivos, como alguns fungos e protozoários, além de certas bactérias, como as do gênero Lactobacillus, que fermentam o leite.

Há outro tipo de fermentação, realizado por certos fungos, como as leveduras (Saccharomyces cerevisae), que podem viver em ausência do gás oxigênio: a fermentação alcoólica, em que o ácido pirúvico é transformado em gás carbônico e etanol (ou álcool etílico), com o mesmo rendimento de 2 ATPs:

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C2H5OH - etanol ou álcool etílico

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