Fotossíntese

Fotossíntese

As plantas são capazes de produzir açúcar orgânico a partir de matéria inorgânica (dióxido de carbono e água).

Biologia

Palavras-chave

fotossíntese, fase clara, fase escura, cloroplasto, processo catabólico, autotróf, folha, luz, luz solar, oxigénio, material orgânico, dióxido de carbono, glicose, energia solar, água, produção de oxigénio, fixação do carbono, membrana interna, granum, tilacoide, estroma, fotossistema II, fotossistema I, pigmentos fotossintéticos, ATP, ATPase, sistema de transporte de eletrões, ácido 3-fosfoglicérico, gliceraldeído-3-fosfato, pentose-difosfato, transformação de energia, ciclo, fotão, gases atmosféricos, hidrato de carbono, Sol, metabolismo, planta, bioquímica, biologia, _javasolt

Itens relacionados

Cenas

O princípio da fotossíntese

Estrutura da folha

Fotossíntese

Célula

Fase clara

Fase escura

Folha artificial

Animação

Narração

O princípio da fotossíntese é a utilização de energia luminosa por parte da planta para produzir material orgânico, a glucose, a partir do dióxido de carbono inorgânico. O subproduto deste processo é o oxigênio.

A fotossíntese tem lugar nas partes vegetais verdes, tais como a folha e o caule macio. A cor verde resulta do tecido parenquimático, cujas células contêm uma grande quantidade de cloroplastos fotossintéticos.

Os cloroplastos possuem uma dupla membrana, e é a partir da membrana interna que se formam os tilacóides em forma de discos. Os tilacóides acumulam-se criando grana em forma de colunas. A membrana dos tilacóides contém as enzimas fundamentais da fase clara da fotossíntese.

Entre elas, as mais importantes são os dois fotossistemas e a cadeia de transporte de elétrons que se encontra entre eles. Nos fotossistemas encontram-se pigmentos fotossintéticos unidos a proteínas, sendo o mais importante a clorofila.
As moléculas de clorofila a, centrais do fotossistema II, excitam-se ao serem afetadas por fótons, liberando um elétron. Estes elétrons chegam ao sistema de transporte de elétrons. A clorofila oxigenada, deficiente em elétrons, substitui os seus eletrões a partir de moléculas de água, ou seja, decompõe a água: os átomos de oxigênio da molécula de água unem-se para formar moléculas de oxigênio, enquanto os prótons se acumulam no lado interno da membrana.

O primeiro membro da cadeia de transporte de elétrons é a plastoquinona, que transfere os elétrons para o complexo citocromo. O citocromo é uma proteína que contém ferro e que transfere os elétrons para a plastocianina, ao mesmo tempo que bombeia mais elétrons para o lado interno da membrana. Os elétrons chegam ao fotossistema I provenientes da cadeia de transporte de elétrons.
A molécula de clorofila central do fotossistema I encontra-se num estado de deficiência de elétrons, pois libera elétrons ao ser afetada pelos fótons. Com a mediação das moléculas de ferredoxina, os elétrons liberados chegam à ferredoxina NADP redutase. Na fase clara, os prótons acumulam-se no lado interno da membrana, de forma que aumenta a concentração de prótons, formando-se um excesso de carga positiva. Isto cria uma força motora em direção ao exterior. Os prótons podem sair através da ATPase, ao mesmo tempo que se liberta energia, já que o sistema passa de um estado de energia elevada para um estado de baixa energia devido à equalização de carga e concentração. A energia liberada é utilizada para a produção de ATP. Os prótons e elétrons liberados são aceitos pela NADP, produzindo-se NADPH.
Em resumo, o uso da energia dos fótons causa uma distribuição desigual de prótons. A força motora resultante é utilizada para produzir ATP.

As reações da fase escura não necessitam de luz. Durante as reações escuras, com a energia do ATP produzido na fase clara e os íons de hidrogênio da NADPH, o dióxido de carbono fixa-se nas moléculas orgânicas.
Começamos com 3 moléculas de açúcar com 5 átomos de carbono. A soma dos seus átomos de carbono é 15. Uma enzima pode fixar um dióxido de carbono às três moléculas de açúcar, enquanto os produtos se dividem em dois. Assim se formam 6 moléculas com 3 átomos de carbono. A soma dos átomos de carbono aumentou para 18. Em seguida, com o uso de 1 NADPH e 1 ATP para cada molécula, produz-se o gliceraldéido-3-fosfato. Uma destas moléculas sai do ciclo, e as restantes 3, com o uso de ATP, voltam a formar 3 moléculas de 5 átomos de carbono, recomeçando assim o ciclo. Em resumo, libertou-se no ciclo uma molécula de 3 átomos de carbono, sendo que para tal foi necessário ATP e NADPH produzidos na fase clara.
Em dois ciclos são formadas duas moléculas de 3 átomos de carbono, as quais se unem, formando uma glicose de 6 átomos de carbono. A planta usa a glicose para produzir nutrientes e amido, bem como para produzir ATP durante os processos anabólicos.

Existem experimentos para criar sistemas fotossintéticos artificiais. Na folha artificial, as reações claras e escuras têm lugar em dois recipientes separados. As reações claras têm lugar num semicondutor nitreto, onde a luz provoca a decomposição da água. O oxigênio é liberado sob a forma de borbulhas, enquanto os prótons e os elétrons chegam outra vez de um tubo a um outro recipiente por um fio condutivo, onde têm lugar as reações escuras. Aqui, com a ajuda do catalisador metálico, é produzido ácido fórmico a partir do dióxido de carbono e da água. O sistema facilita o uso da energia solar, bem como a redução da quantidade de dióxido de carbono na atmosfera, o que poderá ajudar na diminuição do efeito estufa.

Itens relacionados

Células animais e vegetais, organelas celulares

As células eucarióticas contêm muitas organelas.

Ciclo do oxigênio

O ciclo do oxigênio descreve o movimento do oxigênio nos seus três reservatórios principais.

Clorofila

A clorofila é um pigmento verde que se encontra nas plantas e que desempenha um importante papel na fotossíntese.

Efeito de estufa

A atividade humana aumenta o efeito de estufa e conduz ao aquecimento global.

Enzimas

As enzimas são moléculas de proteínas que catalisam reações bioquímicas cuja atividade pode ser regulada.

Poluição do ar

Esta animação mostra as principais fontes de poluição do ar: agrícola, industrial e urbana.

Processos de transporte celular

Esta animação explica os processos de transporte ativo e passivo através de membranas celulares.

ADP, ATP

O ATP é a principal fonte de energia das células.

Amoeba proteus

Organismos unicelulares heterotróficos, cuja forma está em permanente mudança.

Anatomia das folhas

Esta animação mostra os principais tipos de folhas e as diferenças entre folhas monocotiledôneas e dicotiledôneas.

Ciclo do carbono

O carbono fica retido na matéria orgânica durante a fotossíntese, sendo liberado para a atmosfera durante a respiração.

Desflorestamento

A desflorestamento tem um impacto negativo para o ambiente.

Flor

As animações apresentam a estrutura de uma flor típica

Nicho

Em termos ecológicos, nicho é um termo que descreve o modo de vida de uma espécie.

O Sol

O diâmetro do Sol é cerca de 109 vezes maior do que o da Terra. A maior parte de sua massa consiste em hidrogênio.

Órgãos vegetativos das plantas

Estes órgãos são vitais para a sobrevivência e desenvolvimento das plantas.

Oxigénio (O₂) (intermediário)

Gás incolor e inodoro, que é um importante componente da atmosfera, indispensável à vida na Terra.

Sementes e germinação

As dicotiledôneas têm duas folhas embrionárias (cotilédones), enquanto as monocotiledôneas só têm uma.

Tensão superficial

A tensão superficial é a propriedade dos líquidos que os permite adquirir a área superficial menor possível.

Comparação entre monocotiledóneas e dicotiledóneas

Os dois grupos de angiospermas são as monocotiledóneas e as dicotiledóneas.

Euglena viridis

Eucariotas unicelulares de água doce, capazes de alimentação autotrófica e heterotrófica.

Added to your cart.