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BioInfo - Fotossíntese

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Fotossíntese é o processo biológico pelo qual seres autotróficos portadores de pigmentos produzem substancias orgânicas e oxigênio.

Parte dos compostos orgânicos produzida é empregada no metabolismo do próprio vegetal. Eles também são utilizados como alimento para os animais, podem servir de combustível após fossilizados e são decompostos por microorganismos.

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, mas na ausência de luz.

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

foto

A equação geral do processo indica que o organismo fotossintetizante utiliza o CO2 (gás carbônico) e a H2O (água), absorve energia luminosa por meio da clorofila (pigmento fotossintetizante) e produz glicose (açúcar) e O2 (gás oxigênio).

De acordo com o hábitat do organismo fotossintetizante (algas ou vegetais), o CO2 pode ser retirado da água ou do ar, e a água pode ser retirada do ambiente aquático ou do solo.

O pesquisador inglês C.B. Van Niel demonstrou que a fotossíntese, dos vegetais, das algas e das bactérias são, fundamentalmente, semelhantes, mas apresentam substâncias doadoras de hidrogênios diferentes. Na fotossíntese dos vegetais e das algas, a água (H2O) é a fonte de hidrogênios e do gás oxigênio; e na fotossíntese das bactérias, a fonte de hidrogênios é o H2S (gás sulfídrico), mas neste caso não ocorre liberação de oxigênio, e sim de enxofre (S), por isso essas bactérias são chamadas de sulfobactérias.

Experimentos utilizando água (H2O) e gás carbônico (CO2) marcados com oxigênio isótopo 18 demonstram que a origem do gás oxigênio é a molécula de água e não o gás carbônico(CO2). No experimento 1 foram marcados os oxigênios do H2O com isótopo radioativo e no experimento 2 foram marcados os oxigênio do CO2. Em seguida fez-se a análise do O2 liberado e constatou-se que o oxigênio marcado só era encontrado quando o oxigênio da água era marcado. Com isso, concluímos que o oxigênio liberado provém da água e não do gás carbônico.

foto2

     
A equação da fotossíntese podemos resumir em:
 

folha

 

A equação na folha é mais comumente encontrada. Isso porque na equação completa são utilizadas 12 moléculas de água e 6 são produzidas no final. Ou seja, a planta gasta 12 e produz 6. Podemos dizer que ela simplesmente gasta 6 e igualar a equação. Provavelmente a equação reduzida seja mais encontrada.

A fotossíntese pode ser dividida em duas fases: fase de claro e fase de escuro.

Na fase de claro ocorrem as reações que ocorrem dependem da presença de luz. A quebra da água em oxigênio, hidrogênio (fotólise da água) e elétrons, e a transformação de ADP + P em ATP (fotofosforilação) se dá na fase de claro. Essa fase ocorre nas lamelas dos cloroplastos.

Com a presença da luz, ocorre fotólise, ou seja, quebra das moléculas de água em hidrogênio e oxigênio. O hidrogênio é capturado por moléculas do NADP (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato) originando NADPH2. Os oxigênios são utilizados na formação de novas moléculas de água junto dos hidrogênios a mais.

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

Na fase de escuro 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. Nessa fase temos o Ciclo de Calvin. Veja em mais detalhes nos itens específicos do menu.

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