Todos os organismos vivos da Terra consistem em uma ou mais células. Cada célula funciona com a energia química encontrada principalmente em moléculas de carboidratos (alimentos), e a maioria dessas moléculas é produzida por um processo: a fotossíntese. Através da fotossíntese, certos organismos convertem energia solar (luz solar) em energia química, que é então usada para construir moléculas de carboidratos.
A energia usada para manter essas moléculas juntas é liberada quando um organismo quebra os alimentos. As células então usam essa energia para realizar o trabalho, como a respiração celular.
A energia que é aproveitada da fotossíntese entra nos ecossistemas do nosso planeta continuamente e é transferida de um organismo para outro. Portanto, direta ou indiretamente, o processo de fotossíntese fornece a maior parte da energia necessária para as coisas vivas na Terra.
A fotossíntese também resulta na liberação de oxigênio na atmosfera. Em suma, para comer e respirar, os seres humanos dependem quase inteiramente dos organismos que realizam a fotossíntese.
Dependência Solar e Produção de Alimentos
Alguns organismos podem realizar a fotossíntese, enquanto outros não podem. Um autotrófico é um organismo que pode produzir sua própria comida. As raízes gregas da palavra autotrof significa “eu” ( auto ) “alimentador” ( troph ).
As plantas são os autotróficos mais conhecidos, mas existem outros, incluindo certos tipos de bactérias e algas ( Figura ). As algas oceânicas contribuem com enormes quantidades de alimento e oxigênio para as cadeias alimentares globais.
As plantas também são fotoautotróficas , um tipo de autótrofo que usa a luz do sol e o carbono do dióxido de carbono para sintetizar energia química na forma de carboidratos. Todos os organismos que realizam a fotossíntese requerem luz solar.
Os heterotróficos são organismos incapazes de fotossíntese, que devem, portanto, obter energia e carbono dos alimentos consumindo outros organismos. As raízes gregas da palavra heterotroph significa “outro” ( hetero ) “alimentador” ( troph), significando que sua comida vem de outros organismos.
Mesmo que o organismo alimentar seja outro animal, esse alimento tem suas origens nos autótrofos e no processo de fotossíntese. Os humanos são heterotróficos, assim como todos os animais. Os heterotróficos dependem dos autotróficos, direta ou indiretamente.
Veados e lobos são heterotróficos. Um cervo obtém energia comendo plantas. Um lobo comendo um cervo obtém energia que originalmente veio das plantas comidas por esse cervo. A energia na planta veio da fotossíntese e, portanto, é o único autotrófico neste exemplo ( Figura ). Usando esse raciocínio, todos os alimentos ingeridos pelos seres humanos também se ligam aos autótrofos que realizam a fotossíntese.
Veja também:
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- Fotossíntese: o que é, como ocorre, processo, equação – Resumo
- Ciclo do ácido cítrico: o que é, fases – resumo
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Fotossíntese na mercearia
Grandes mercearias nos Estados Unidos são organizadas em departamentos, como laticínios, carnes, produtos, pão, cereais e assim por diante. Cada corredor contém centenas, se não milhares, de diferentes produtos para os clientes comprarem e consumirem ( Figura ).
Embora exista uma grande variedade, cada item se conecta à fotossíntese. Carnes e produtos lácteos ligam-se à fotossíntese porque os animais foram alimentados com alimentos à base de plantas. Os pães, cereais e massas vêm em grande parte de grãos, que são as sementes das plantas fotossintéticas.
E quanto a sobremesas e bebidas? Todos esses produtos contêm açúcar – a molécula básica de carboidrato produzida diretamente a partir da fotossíntese. A conexão da fotossíntese se aplica a todas as refeições e a todos os alimentos que uma pessoa consome.
Principais estruturas e resumo da fotossíntese
A fotossíntese requer luz solar, dióxido de carbono e água como reagentes iniciais ( Figura ). Depois que o processo é concluído, a fotossíntese libera oxigênio e produz moléculas de carboidratos, mais comumente glicose. Essas moléculas de açúcar contêm a energia que os seres vivos precisam para sobreviver.
As reações complexas da fotossíntese podem ser resumidas pela equação química mostrada na Figura .
Embora a equação pareça simples, as muitas etapas que ocorrem durante a fotossíntese são na verdade bastante complexas, como no modo como a reação que resume a respiração celular representou muitas reações individuais. Antes de aprender os detalhes de como os fotoautotróficos transformam a luz solar em alimento, é importante familiarizar-se com as estruturas físicas envolvidas.
Nas plantas, a fotossíntese ocorre principalmente nas folhas, que consistem em muitas camadas de células e têm lados superior e inferior diferenciados. O processo de fotossíntese ocorre não nas camadas superficiais da folha, mas sim na camada intermediária chamada mesofilo ( Figura ). A troca gasosa de dióxido de carbono e oxigênio ocorre através de pequenas aberturas reguladas chamadas estômatos .
Em todos os eucariontes autotróficos, a fotossíntese ocorre dentro de uma organela chamada cloroplasto . Nas plantas, existem células contendo cloroplastos no mesofilo. Os cloroplastos possuem uma membrana dupla (interna e externa).
Dentro do cloroplasto existe uma terceira membrana que forma estruturas empilhadas em forma de disco, chamadas thylakoides . Embutidos na membrana tilacoide são moléculas de clorofila , um pigmento(uma molécula que absorve a luz) através da qual todo o processo de fotossíntese começa.
A clorofila é responsável pela cor verde das plantas. A membrana tilacoide envolve um espaço interno chamado espaço tilacoide.
Outros tipos de pigmentos também estão envolvidos na fotossíntese, mas a clorofila é de longe a mais importante. Como mostrado na Figura , uma pilha de tilacoides é chamada de granum , e o espaço ao redor do granum é chamado de estroma (não deve ser confundido com estômatos, as aberturas nas folhas).
Em um dia quente e seco, as plantas fecham seus estômatos para conservar a água. Que impacto isso terá na fotossíntese?
As duas partes da fotossíntese
A fotossíntese acontece em dois estágios: as reações dependentes da luz e o ciclo de Calvin. Nas reações dependentes da luz, que ocorre na membrana tilacoide, a clorofila absorve energia da luz solar e, em seguida, converte-a em energia química com o uso de água.
As reações dependentes de luz liberam oxigênio da hidrólise da água como subproduto. No ciclo de Calvin, que ocorre no estroma, a energia química derivada das reações dependentes de luz impulsiona tanto a captura de carbono em moléculas de dióxido de carbono quanto a subsequente montagem de moléculas de açúcar.
As duas reações usam moléculas transportadoras para transportar a energia de um para o outro. Os portadores que movem a energia das reações dependentes da luz para as reações do ciclo de Calvin podem ser considerados “cheios” porque trazem energia. Depois que a energia é liberada, os portadores de energia “vazios” retornam às reações dependentes de luz para obter mais energia.
Resumo da seção
O processo de fotossíntese transformou a vida na terra. Aproveitando a energia do sol, a fotossíntese permitiu que as coisas vivas acessassem enormes quantidades de energia. Por causa da fotossíntese, os seres vivos ganharam acesso a energia suficiente, permitindo-lhes desenvolver novas estruturas e alcançar a biodiversidade que é evidente hoje.
Apenas certos organismos, chamados autótrofos, podem realizar a fotossíntese; eles exigem a presença de clorofila, um pigmento especializado que pode absorver a luz e converter a energia da luz em energia química.
A fotossíntese usa dióxido de carbono e água para montar moléculas de carboidratos (geralmente glicose) e libera oxigênio no ar. Autótrofos eucarióticos, como plantas e algas, têm organelas chamadas cloroplastos nas quais ocorre a fotossíntese.
Referências:
Glossário
- autotrófico
- um organismo capaz de produzir sua própria comida
- clorofila
- o pigmento verde que capta a energia luminosa que impulsiona as reações da fotossíntese
- cloroplasto
- a organela onde a fotossíntese ocorre
- granum
- uma pilha de tilacoides localizados dentro de um cloroplasto
- heterótrofo
- um organismo que consome outros organismos para alimentação
- reação dependente de luz
- o primeiro estágio da fotossíntese onde a luz visível é absorvida para formar duas moléculas transportadoras de energia (ATP e NADPH)
- mesofilo
- a camada intermediária de células em uma folha
- fotoautotrofo
- um organismo capaz de sintetizar suas próprias moléculas de alimento (armazenando energia), usando a energia da luz
- pigmento
- uma molécula que é capaz de absorver energia luminosa
- estoma
- a abertura que regula as trocas gasosas e a regulação da água entre as folhas e o meio ambiente; plural: estomas
- estroma
- o espaço cheio de líquido que circunda o grana dentro de um cloroplasto onde ocorrem as reações da fotossíntese no ciclo de Calvin
- tilacoide
- estrutura membranosa em forma de disco dentro de um cloroplasto onde as reações de fotossíntese dependentes de luz ocorrem usando clorofila embutida nas membranas
