Question

Descreva o processo fotossintetico

Answer 1

O processo fotossintético

Comecemos por rever a equação geral da fotossíntese:

Ou seja, partindo de Dióxido de Carbono e água, as plantas produzem glicose e Oxigénio. Agora a questão é: como?

A fotossíntese dá-se em duas etapas: uma que depende directamente da luz (fase fotoquímica), outra que pode ocorrer na ausência de luz (fase química). Analisemos com calma cada uma delas.

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1) Fase Fotoquímica

Nesta fase, a energia luminosa é captada pelos pigmentos fotossintéticos e é transformada em energia química, necessária para a fase seguinte. Funciona assim como uma espécie de preparação.

A energia química necessária vem na forma de duas moléculas muito importantes: ATP e NADPH. A ATP (adenosina tri-fosfato) fornece a energia necessária para se estabelecerem novas ligações, e o NADPH é uma molécula capaz de transferir electrões.

Vejamos então como tudo se processa.

A energia luminosa terá neste processo dois papéis muito importantes. Por um lado, excita a clorofila presente na membrana dos tilacóides, obrigando-a a perder electrões (ou seja, a luz solar promove a oxidação da clorofila) (B) (ver pigmentos fotossintéticos para perceber como é que se dá a excitação da clorofila); por outro lado, induz a fotólise da água (A), ou seja, dissocia a molécula de água em hidrogénio, oxigénio e electrões, de acordo com a seguinte equação:

Estes electrões libertados vão compensar os electrões perdidos pela clorofila.

O Oxigénio produzido é libertado para o meio ambiente. A produção de oxigénio durante a fotossíntese não é um fim em si mesma, mas apenas um sub-produto. Os electrões e H+ produzidos é que vão ser necessários para as reacções.

Quando a clorofila é excitada, os seus electrões são sucessivamente transferidos para proteínas presentes na membrana dos tilacóides, constituindo uma autêntica cadeia transportadora. Mas cada electrão perdido tem de ser compensado. Como? Com os electrões libertados na fotólise da água.

Ok. Já sabemos o que acontece com os electrões. E os H+? Para que é que servem?

À medida que os electrões vão passando pelas proteínas da cadeia transportadora, vão gerando energia suficiente para que estas mesmas proteínas bombeiem, por transporte activo, outros protões presentes no estroma para dentro da membrana dos tilacóides, criando uma grande diferença de concentração de H+ dentro e fora do tilacóide.

Os iões H+, que existem em maior concentração dentro do tilacóide, passam depois por difusão facilitada através da última proteína da cadeia transportadora, que é uma ATP-sintetase (C). Já estão a ver o que acontece.

Se a proteína é uma ATP-sintetase, vai promover a fosforilação de ADP e produzir ATP à custa da energia gerada pela passagem dos H+. Este ATP será necessário para a fase seguinte.

Então e o que acontece aos electrões da cadeia? Quem os recebe?
E os H+? Ficam “à solta” no estroma?

Não. Os electrões e os H+ são recebidos por uma molécula de NADP+ que se converte em NADPH. A molécula de NADP+ é reduzida, uma vez que ganha electrões.

2) Fase química

Agora sim. Esta é a fase em que se dá a produção de compostos orgânicos à custa do CO2 atmosférico. Vejamos como.

O conjunto de reacções que constituiu esta fase ocorre no estroma do cloroplasto e tem o nome de Ciclo de Calvin.  Para ocorrer necessita de CO2 como ponto de partida, ATP e NADPH formados na etapa anterior e de uma enzima, chamada Ribulose Difosfato (que tem 5 carbonos na sua estrutura).

1) Fixação do CO2 atmosférico

O CO2 atmosférico é captado por um composto de 5 carbonos que já existe na célula chamado Ribulose Difostato.
Forma-se por isso um composto com 6 carbonos.
No entanto, este composto é instável e rapidamente se divide em dois compostos com 3C cada um (aldeído fosfoglicérico – PGA).

2) Produção de compostos orgânicos

Esse composto de 3 carbonos é preparado quimicamente à custa da energia do ATP e dos electrões presentes no NADPH e é utilizado, em parte para produzir glicose (principalmente) ou outros compostos orgânicos.

3) Regeneração da Ribulose Difosfato

As moléculas deste composto que não são utilizadas para a produção de compostos orgânicos são utilizadas para regenerar o composto de 5C que serve de ponto de partida para o ciclo.

Esta molécula transportará assim os electrões necessários para a ocorrência das reacções químicas que ocorrerão na fase seguinte.

CONCLUSÃO

As fases fotoquímica e química encontram-se interligadas e cada uma produz compostos que serão necessários à outra etapa. Na etapa fotoquímica serão produzidos NADPH e ATP necessários ao Ciclo de Calvin. Do Ciclo de Calvin resultam NADP+ e ADP que serão utilizados na fase de luz para a regeneração destas moléculas.

Na etapa fotoquímica, dá-se a fotólise da água com libertação de O2. Os electrões e H+ formados serão necessários depois para a produção de NADPH e ATP.Na etapa química, as moléculas de ATP e NADPH são utilizadas no ciclo de Calvin , onde a partir de uma pentose que fixa o CO2, com a intervenção de ATP e NADPH, são produzidos os compostos orgânicos necessários à célula.