A reação da fotossíntese é fundamental para que haja vida na Terra. Ela ocorre nos cloroplastos, sendo necessária, no entanto, a presença de luz, que é captada pela clorofila. Esse processo consiste na conversão de gás carbônico e água em glicose e oxigênio, sendo dividido em duas etapas: Fase luminosa ou fotoquímica, e fae escura.
A fotossíntese ocorre dentro de organelas especiais denominadas cloroplastos. No interior da organela estão presentes diversos pigmentos fotossintéticos, as clorofilas. A fase clara da fotossíntese irá ocorrer nos tilacóides, parte do cloroplasto onde estão localizados os pigmentos fotossintéticos, enquanto que a fase escura irá ocorrer no estroma.
Antes de darmos início ao nosso estudo referente à fotossíntese é necessário que saibamos um pouco mais sobre determinadas estruturas conhecidas como fotossistemas.
2. FOTOSSISTEMAS
3. ETAPA CLARA
Esta primeira etapa da fotossíntese é dependente da presença de luz. Ocorre nos tilacóides do cloroplasto, uma vez que os pigmentos fotossintetizantes são responsáveis pela absorção da energia luminosa. Nesta primeira etapa, a energia luminosa é convertida em energia química. Os principais processos desta etapa são: fotofosforilação e a fotólise da água.
A fotofosforilação pode ser cíclica ou acíclica. Na fotofosforilação cíclica somente o fotossistema I (P700) e a clorofila “a” atuam. Ao receber a energia luminosa, as moléculas de clorofila (pigmentos fotossintetizantes) ficam com seus elétrons excitados de tal maneira que estes elétrons começam a “saltar” para fora da molécula. Estes elétrons, semelhante à cadeia transportadora de elétrons da respiração, são captados por aceptores de elétrons como a ferredoxina (uma proteína contendo ferro), flavinas, citocromos e vitamina K. Durante toda esta seqüência de aceptores os elétrons vão perdendo energia para o meio, ficando cada vez menos excitado. O último aceptor de elétrons á o NADP+. Toda esta energia liberada pelos elétrons durante esta cadeia é utilizada na energia química para a produção de ATP.
Na fotofosforilação acíclica intervêm os dois tipos de clorofila e, ambos os fotossistemas. A molécula de clorofila P680 é excitada ao ser atingida por um fóton (luz). Com isso, os seus elétrons são liberados e captados por um receptor de elétrons, a plastoquinona. Dessa molécula, os elétrons passam por outra cadeia transportadora de elétrons, perdendo energia, que é utilizada na síntese de ATP a partir de ADP e fosfato inorgânico. A última molécula dessa cadeia é uma clorofila P700 oxidada. Todos os produtos da fotofosforilação serão utilizados para a próxima etapa, a fase escura (Figura 3).
Esta etapa ocorre no estroma dos cloroplastos, sendo dispensável a presença de luz. A característica marcante é a produção de carboidratos que ocorre através de um processo denominado ciclo das pentose (Calvin-Benson). Nesta etapa os produtos da fotofosforilação são utilizados como reagentes, juntamente com o gás carbônico atmosférico.
O ciclo das pentoses pode ser descrita da seguinte forma: uma molécula de dióxido de carbono é fixada num açúcar fosforilado, a ribulose 1,5-difosfato, originando um composto instável com 6 carbonos. Este composto se decompõe imediatamente originando duas moléculas de ácido fosfoglicérico. A partir daqui decorrem as reações inversas da glicólise que originam glicose e regeneram a ribulose 1,5-difosfato para que o ciclo recomece. A cada volta do ciclo uma molécula de dióxido de carbono (logo um átomo de carbono) é reduzida, (fixada), portanto, são necessárias 6 voltas do ciclo para se formar uma molécula como a de glicose.
A enzima que catalisa estas reações é denominada de rubisco, sendo, pois, a enzima mais abundante. Apesar de a glicose ser geralmente representada como o produto da fotossíntese nas equações, o principal produto deste processo é a sacarose. Parte deste produto é utilizado pelas plantas durante a respiração, e outra parte é transformada em produtos necessários para a planta como aminoácidos.
5. FATORES QUE INFLUENCIAM NA FOTOSSÍNTESE
Os fatores que podem alterar a taxa fotossintética de uma planta são: temperatura, concentração de gás carbônico e intensidade luminosa. Quanto à temperatura, qualquer temperatura abaixo ou acima da “ótima” resulta em condição limitante para as reações de fotossíntese. Abaixo da temperatura “ótima” a energia cinética das moléculas reagentes (CO2, H2O) é insuficiente para conseguir o rendimento químico. Acima da “temperatura ótima” as enzimas vão se desnaturando, podendo até parar as reações.
Quanto à concentração de gás carbônico, estudos mostram que a concentração ótima é atingida em 0,2% de CO2, pois acima dessa concentração a taxa de fotossíntese já não poderá melhorar. Conseqüentemente, qualquer concentração abaixo desse ótimo (0,2%) está funcionando como limitante para o melhor rendimento do processo.
Em relação à intensidade luminosa, temos que as intensidades luminosas abaixo do ponto de saturação luminosa são valores limitantes do processo fotossintético. Acima dessa “intensidade ótima” já não haverá mais melhoria na taxa de rendimento.
6. PONTO DE COMPENSAÇÃO FÓTICO
Quando a taxa de respiração coincide com a taxa de fotossíntese, denominamos de ponto de compensação fótico. Na figura abaixo temos que a planta A possui um ponto de compensação fótico menor que a planta B. O PSL, ponto de saturação luminoso da planta A também é menor que da planta B. isto indica que a planta A necessita de muito menos luz quando comparada com a planta B.
