Texto 33 - Fotossíntese
Autor: Blog Educação em Debate: A sua fonte de informação. | Publicado: 2014-04-15T10:44:00-03:00

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FOTOSSÍNTESE

Quando os sacerdotes
das religiões primitivas prestavam culto ao Sol, estavam certamente executando
algo mais que um mero ato simbólico. De uma forma ou de outra, reconheciam um
fato mais tarde confirmado pela ciência moderna: toda a vida terrestre depende
em última análise das radiações solares, graças às quais se forma a matéria
orgânica.

Fotossíntese é o
processo pelo qual as plantas verdes e alguns outros organismos transformam
energia luminosa em energia química. Nas plantas verdes, a fotossíntese
aproveita a energia de a luz solar para converter dióxido de carbono, água e
minerais em compostos orgânicos e oxigênio gasoso. Além das plantas verdes,
incluem-se entre os organismos fotossintéticos certos protistas (como as
diatomáceas e as euglenoidinas), as cianófitas (algas verde-azuladas) e
diversas bactérias.

Características
gerais

Por meio da
fotossíntese constituem-se substâncias complexas integradas por&nbsp;&nbsp;elevado número de átomos. Para isso,
parte-se de compostos muito simples, por meio dos quais se cria o alimento
básico de que dependem numerosos organismos, entre os quais os fungos e os
animais, incapazes de realizar o processo por si mesmo e, por isso, obrigados a
obter a matéria orgânica já elaborada. As bactérias fotossintéticas que executam
esse processo são chamadas autotróficas, isto é, promovem a síntese do próprio
alimento, em oposição às heterotróficas, que vivem à custa de outros seres
vivos.

Aristóteles já havia
observado que as plantas necessitavam de luz solar para adquirir a cor verde,
mas o estudo propriamente dito da fotossíntese começou em 1771 com as
observações efetuadas por&nbsp;&nbsp;Joseph
Priestley. Esse químico inglês comprovou que uma planta confinada numa redoma
de cristal produzia uma substância (mais tarde identificada como o oxigênio)
que permitia a combustão. Também na segunda metade do século XVIII o holandês
Jan Ingenhousz sustentou que o dióxido de carbono do ar era utilizado como
nutriente pelas plantas, e no começo do século XIX Nicolas-Théodore de Saussure
demonstrou que os vegetais incorporavam água a seus tecidos.

Outros dados vieram
completar os conhecimentos&nbsp;&nbsp;até
então disponíveis sobre a nutrição vegetal. Observou-se, por exemplo, que o
nitrogênio era sempre retirado do solo, assim como diversos sais e minerais, e
que a energia proveniente do Sol se transformava de algum modo em energia
química, que ficava armazenada numa série de produtos em virtude de um processo
já então denominado fotossíntese.

Na segunda década do
século XIX, isolou-se uma substância, a clorofila, que é a responsável pela cor
verde das plantas e desempenha papel importante na síntese da matéria orgânica;
mais tarde, Julius von Sachs demonstrou que esse composto se localizava em
orgânulos celulares característicos, posteriormente chamados cloroplastos. O
desenvolvimento das técnicas bioquímicas possibilitou em 1954 isolar e extrair
intactos esses orgânulos, quando Daniel Israel Arnon obteve cloroplastos a
partir das células do espinafre e conseguiu reproduzir em laboratório as
reações completas da fotossíntese.

Essas e outras
descobertas permitiram determinar que a fotossíntese ocorresse em duas fases:
uma clara, em que a energia luminosa solar é captada e a molécula de água se
decompõe para utilização do hidrogênio e liberação do oxigênio, e outra escura,
em que se verifica o chamado ciclo de Calvin, assim denominado em homenagem ao
bioquímico americano Melvin Calvin, que o pesquisou. Nessa fase, o carbono
procedente do dióxido de carbono do ar se fixa e se integra numa molécula
carboidratada.

Cloroplastos

A fotossíntese
produz-se em orgânulos especiais da célula vegetal denominados cloroplastos, de
forma alongada, elíptica ou globular e revestidos de uma membrana dupla. Em
certas algas unicelulares só existe um cloroplasto, enquanto em outras, como as
do gênero Spirogyra, o orgânulo é achatado como uma fita, e dispõe-se
helicoidalmente. Nas plantas superiores pode haver várias dezenas de
cloroplastos, cujo tamanho se mede em micrômetros (um micrômetro é a milésima
parte de um milímetro).

A membrana externa é
muito frágil e a interna apresenta numerosas dobras que formam discos achatados
chamados tilacóides, que por sua vez se empilham e formam estruturas
denominadas granos (ou grana, plural latino de granum). Aqui se realiza a fase
clara da fotossíntese. Os granos são unidos entre si por pequenas lâminas
semelhantes a varetas, as lamelas. O resto do conteúdo do cloroplasto,
semifluido, é o que se conhece como estroma e nele ocorrem a fase escura e o
ciclo de fixação do carbono. Os cloroplastos encontram-se nos órgãos verdes da
planta, mas são especialmente abundantes nas folhas, órgãos em que se realiza a
maior parte da fotossíntese nos vegetais superiores.

Clorofila

A substância a que as
plantas devem sua cor verde e que é um dos principais pigmentos captadores da
luz é a clorofila. Além dela, existem outros compostos fotossintéticos como as
ficobilinas, de cor azul ou avermelhada, ou os carotenóides, amarelados e
responsáveis pelas cores purpúreas, vermelhas ou alaranjadas de muitas algas.

A molécula da clorofila
apresenta grande complexidade estrutural e compõe-se de diversos elementos como
carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio, mais um átomo de magnésio. Este
último se encontra unido a quatro átomos de nitrogênio, que constituem uma
série de anéis ou estruturas químicas fechadas, os núcleos pirrólicos. Existe
ainda uma longa cadeia chamada fitol, que se forma como uma comprida cauda e é
integrada, quase totalmente, por átomos de carbono e de hidrogênio.

Diferenciam-se vários
tipos de clorofila, cada um dos quais se encontra preferencialmente num
determinado organismo vegetal. Assim, as plantas superiores dispõem dos tipos a
e b, enquanto as algas vermelhas têm clorofila d e as bactérias fotossintéticas
possuem uma molécula mais simples, a bacterioclorofila. A clorofila tem a
propriedade de absorver energia luminosa e emitir um elétron de sua molécula, o
qual é transferido para outros compostos e transportado para utilização na fase
escura.

Fase
clara

A fase clara da
fotossíntese verifica-se na presença da luz, pois é ela que fornece a energia
necessária para que ocorra todo o processo. A energia luminosa quebra a
molécula de água, formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio (H2O),
e libera o hidrogênio componente, enquanto o oxigênio se desprende reação que
se denomina fotólise da água. Os hidrogênios serão empregados na formação de
uma série de moléculas redutoras (passam elétrons para outras), que mais tarde
cedem o mesmo hidrogênio ao dióxido de carbono (CO2), na fase escura.

Ao mesmo tempo, a luz
chega à clorofila e faz com que desta se desprendam elétrons, que passarão aos
hidrogênios originados na fotólise da água por meio de uma cadeia de
substâncias transportadoras.

Na fase clara,
portanto, prepara-se o material redutor (que cede elétrons) necessário à
segunda fase do processo fotossintético; produz-se oxigênio como resultado da
quebra da molécula de água; e formam-se, graças à contribuição energética da
luz, substâncias ricas em energia conhecidas como ATP (trifosfato de adenosina).
Estas contêm átomos de fósforo e, quando se decompõem, liberam a energia nelas
encerrada e possibilitam a ocorrência de reações biológicas imprescindíveis à
vida do organismo. O ATP pode ser considerado o combustível molecular dos seres
vivos.

Em algumas bactérias
fotossintéticas, a fase clara não determina o desprendimento de oxigênio para o
meio, já que contêm um tipo de clorofila diferente daquele que possuem as
plantas superiores.

Fase
escura

Na ausência da luz,
ocorrem no estroma do cloroplasto diversas e complicadas reações (o ciclo de
Calvin), graças às quais se formam as moléculas de açúcares de que a planta
necessita para viver. O carbono da molécula de dióxido de carbono (CO2), que o
vegetal tira do ar, capta os elétrons cedidos pelas moléculas redutoras
presentes no cloroplasto e passa a fazer parte de uma molécula de pentose,
açúcar de cinco átomos de carbono, que mais tarde se fraciona em duas
moléculas, cada uma com três átomos de carbono.

Esses últimos compostos
sofrem uma série de modificações e, após sucessivos ciclos, formam uma molécula
de glicose, açúcar de grande importância para o metabolismo de numerosos seres
vivos. Como ocorre com todas as reações produzidas nos organismos vivos, esses
processos são regulados por diversas enzimas, compostos que possibilitam e
aceleram a conversão de umas substâncias em outras.

Fotossíntese
e respiração

As células das plantas
têm determinadas necessidades energéticas para poderem realizar suas funções, e
para tal requerem um consumo contínuo de oxigênio. Dessa forma, os vegetais
produzem oxigênio na fase clara da fotossíntese e, paralelamente, absorvem esse
elemento do meio em que se encontram. Do que se acaba de expor, poder-se-ia
deduzir que o balanço líquido estaria equilibrado e que, em definitivo, não se
geraria excedente de oxigênio, mas isso não é certo: na realidade, a quantidade
produzida durante o dia ultrapassa significativamente a consumida.

A maior percentagem de
oxigênio produzido corresponde às algas marinhas e às plantas unicelulares. Entre
as plantas superiores, a contribuição mais notável é a dos grandes bosques e
florestas tropicais. Nesse sentido, justifica-se classificar a Amazônia como o
autêntico pulmão da Terra, pelo que a intervenção humana na região deve ser
particularmente prudente, a fim de não alterar de forma irreversível esse
verdadeiro paraíso: a alteração acarretaria consequências imprevisíveis em
escala planetária.

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Profº. Esp. Juarez Souza Magnus

Licenciatura Plena em Ciências –Habilitação: Biologia

Biólogo / CRBio-03 Reg. Nº 69.544/03-D

www.crbiodigital.com.br/03/juarezsouzamagnus

Especialista em Psicopedagogia Clínica e Institucional