Qual parte da planta fábrica alimento por meio da fotossíntese?

As plantas se alimentam? Sim, mas não do mesmo jeito que nós. Ao invés de ir até a cozinha, o mercado ou o restaurante para fazer uma refeição, elas obtêm alimento por meio de um processo chamado fotossíntese.

Dê uma olhada rápida em um dicionário e você verá que a palavra "fotossíntese" é feita de duas partes (ou radicais) - "foto", que significa luz, e "síntese", que significa fazer alguma coisa. Saber mais sobre os radicais que formam essa palavra nos dá uma dica sobre como as plantas obtêm seu alimento. Elas fazem isso usando a luz.  

Síntese a partir da luz

Assim como os animais, as plantas precisam de energia para funcionar. Os seres humanos e outros animais comem alimentos para obter energia. O seu dia pode incluir cereais no café da manhã, um sanduíche no almoço e talvez um peixe com salada no jantar. Estes alimentos, e também muitas das coisas que bebemos, nos dão energia.

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As plantas não comem comida. Elas usam a energia do sol, ou de outra fonte luminosa, para fazer seu alimento. Os ingredientes para realizar este processo são água, ar e luz. As plantas não usam todos os componentes do ar, elas só usam o dióxido de carbono (CO2) para fazer seu alimento. Elas produzem oxigênio durante este processo.

As plantas realizam fotossíntese e com isso produzem açúcar. Assim como comer açúcar dá aos seres humanos energia para trabalhar e brincar, o açúcar permite que as plantas cresçam e realizem outras tarefas importantes.

Luz para o lanche

Assim como o seu nome, a fotossíntese pode ser dividida em duas partes. A primeira parte são as reações dependentes de luz. Nestas reações, as plantas convertem a energia luminosa do sol em diferentes formas de energia que são utilizadas na segunda parte da fotossíntese. Na segunda parte, chamada de ciclo de Calvin, o dióxido de carbono do ar e a energia das reações dependentes de luz são usados para fazer um açúcar chamado glicose (do grego gleukos = vinho doce). 

Onde o trabalho é feito

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Dentro das células vegetais existem “pequenas fábricas” chamadas cloroplastos. É dentro dos cloroplastos que ambas as partes da fotossíntese acontecem. Essas “pequenas fábricas” também fazem um pigmento que dá às plantas sua cor verde. O pigmento é chamado de clorofila. Além de dar às folhas e caules sua cor verde, a clorofila também ajuda as plantas a absorver energia luminosa do sol.

As plantas respiram?

O oxigênio, o gás que respiramos, é um produto das reações dependentes de luz da fotossíntese. Nós eliminamos dióxido de carbono na expiração, o mesmo gás que as plantas usam no processo de fotossíntese. As plantas têm pequenos buracos em suas folhas chamados de estômatos. Os estômatos se abrem para permitir que o ar entre na folha, e é desse modo que a planta obtêm dióxido de carbono para a fotossíntese.

Esta imagem em close de uma folha de trapoeraba mostra estômatos em verde brilhante rodeados por células vegetais verdes e vermelho-escuras. Clique para mais detalhes.

Estômatos abertos podem deixar que uma grande quantidade de água saia da planta através da evaporação, então os estômatos se fecham quando há muita água saindo. As células vegetais também usam oxigênio quando quebram açúcares para obter energia na respiração celular (em latim, re = novamente, e spirare = respirar). Portanto, todas as células respiram, mas apenas plantas, algas e algumas bactérias também realizam fotossíntese.

Todo o carbono do nosso corpo veio de fotossíntese. Basta pensar nos alimentos que você come. Eles vêm de plantas ou de animais que comem plantas. Nosso carbono vem de outros seres vivos, por isso somos chamados de consumidores ou heterótrofos (do grego heteros = outro, diferente, e trophos = alimento). As plantas são produtores ou autótrofos (do grego auto = próprio e trophos = alimento), o que significa que elas obtêm seu carbono a partir de fontes que não estão vivas. O dióxido de carbono do ar é a fonte de carbono específica das plantas, então você poderia dizer que as plantas “são feitas de ar"!

Fotossíntese é um processo pelo qual ocorre a conversão da energia solar em energia química para realização da síntese de compostos orgânicos. A fotossíntese é a principal responsável pela entrada de energia na biosfera e é realizada por organismos denominados fotossintetizantes, como plantas e algas.

A seguir, aprofundaremos um pouco mais nesse tema, apresentando a forma como ocorre esse processo, suas etapas e importância e fazendo uma comparação com um outro processo importante de obtenção de energia, a quimiossíntese.

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O que é fotossíntese?

Trata-se de um processo realizado por organismos autotróficos fotossintetizantes, como plantas, algas e alguns procariontes. Esses organismos captam a luz solar, convertem-na em energia química, que será utilizada para a produção de compostos orgânicos, baseada em água e dióxido de carbono. Um dos produtos finais desse processo é o oxigênio, que é liberado no ambiente.

A fotossíntese ocorre em duas etapas (descritas mais adiante) nos cloroplastos, organelas presentes nas células dos organismos eucariontes fotossintetizantes. Essas organelas armazenam os pigmentos fotossintetizantes, que são responsáveis pela absorção da luz. Dentre esses diversos pigmentos, como as clorofilas, carotenoides e ficobilinas, destaca-se a clorofila-a como principal, sendo encontrada em todos os organismos fotossintetizantes.

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Etapas da fotossíntese

A fotossíntese ocorre em duas etapas denominadas: fase ou reação luminosa ou fotoquímica e fase ou reação de fixação de carbono:

• Fase ou reação luminosa ou fotoquímica

Nessa fase estão envolvidos dois fotossistemas, fotossistema I e fotossistema II. No primeiro, os pigmentos absorvem comprimentos de ondas de 700 nm ou maiores; já no segundo, absorvem comprimentos de ondas 680 nm ou menores. Os componentes dos dois fotossistemas são o complexo antena e o centro de reação.

No fotossistema II, moléculas de pigmento do complexo antena absorvem a energia luminosa, e os elétrons energizados são transferidos de uma molécula a outra, até atingir o centro de reação. Nesse local, uma das moléculas de clorofila-a do par ali presente absorve a energia, e um de seus elétrons é transferido para um receptor de elétrons. Esses elétrons são substituídos por outros provenientes da fotólise da água.

A fotólise da água ocorre no fotossistema II, mediante ação de uma enzima, e apresenta como produto final do processo: dois elétrons, dois íons hidrogênio e um átomo de oxigênio. Os H+ são lançados no interior do espaço do tilacoide, do qual serão removidos em reações posteriores.

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O  átomo de oxigênio liberado nesse processo será responsável, junto a outro átomo de oxigênio liberado de outra molécula de água, pela formação de O2. Os elétrons fotoexcitados passarão para o fotossistema I  por meio de uma cadeia transportadora de elétrons. O processo de fotólise da água também liberará prótons que serão bombardeados para o lúmen do tilacoide, estimulando a síntese de ATP.

Enquanto essas reações ocorrem no fotossistema II, no fotossistema I a energia luminosa é transferida pelas moléculas de pigmentos até o centro de reação, energizando um elétron de um dos pares de moléculas de clorofila-a. Esse elétron será transferido para o aceptor primário de elétrons.

O elétron proveniente do fotossistema II é recebido ao final da cadeia de transporte de elétrons. Estes serão transferidos a uma segunda cadeia de transporte por meio da proteína ferredoxina, o aceptor final dos elétrons. Ocorre então a transferência dos elétrons para NADP+, reduzindo-os à NADPH, um processo catalizado pela enzima NADP+ redutase.

O fotossistema I pode atuar de forma independente do fotossistema II num processo denominado fluxo cíclico de elétrons. Esse é realizado, por exemplo, por algumas bactérias e produz ATP, no entanto, não produz NADPH ou O2.

• Fase ou reação de fixação do carbono

Ocorre por meio de reações, executadas em três etapas, denominadas Ciclo de Calvin, no estroma do cloroplasto. As moléculas de NADPH e ATP, produzidas na fase luminosa para a produção de açúcares a partir da redução do carbono fixado, serão utilizadas nessa fase.

A primeira etapa consiste na fixação do carbono a um açúcar constituído por cinco carbonos com dois grupos fosfato, conhecido como ribulose 1,5-bifosfato, formando, geralmente, duas moléculas de 3-fosfoglicerato ou ácido 3-fosfoglicérico (PGA).

Na segunda etapa, ocorre a redução do 3-fosfoglicerato a gliceraldeído 3-fosfato ou 3- fosfogliceraldeído (PGAL). Na terceira etapa, cinco das seis moléculas de gliceraldeído 3-fosfato formadas na segunda são usadas para regenerar três moléculas de ribulose 1,5-bifosfato.

Importância da fotossíntese

Como dito, a fotossíntese é um processo pelo qual são produzidas moléculas orgânicas, com base em água e dióxido de carbono, e que apresenta também como produto final o oxigênio, que é liberado no ambiente.

Assim, trata-se de um processo essencial para a existência da vida na Terra da maneira que a encontramos hoje, pois é por meio da fotossíntese que o oxigênio existente no planeta, essencial para a sobrevivência de grande parte dos organismos, é produzido.

Além disso, a fotossíntese também é responsável pela produção de energia para praticamente todos os seres vivos. Os organismos autotróficos fotossintetizantes são a base das cadeias alimentares tanto terrestres quanto aquáticas. A energia presente na matéria orgânica produzida por eles é transmitida aos seres heterotróficos pela cadeia alimentar.

Leia mais: Pirâmide de energia: a quantidade de energia em cada nível trófico

Fotossíntese e quimiossíntese

A fotossíntese é um dos principais processos de produção de matéria orgânica, no entanto, não é o único. Um outro, realizado apenas por alguns organismos, como algumas espécies de bactérias, é a quimiossíntese.

A quimiossíntese utiliza a energia obtida pela oxidação de moléculas inorgânicas — como metano, amônia,  nitritos ou sulfetos de hidrogênio — para  realizar um conjunto de reações que darão origem à matéria orgânica (glicose) utilizada como fonte nutritiva para os seres autotróficos.

Qual a parte da planta produz o alimento?

Quem fabrica o alimento por meio da fotossíntese?

Qual é a parte da planta que produz a fotossíntese?

Como é chamado o alimento que a planta produz através da fotossíntese?