Fotossíntese: Conheça suas etapas

A reação da fotossíntese consiste na formação de compostos carbonados complexos por meio da energia solar, a fim de sustentar energeticamente os organismos vegetais. Por meio desse processo, as plantas realizam a síntese de carboidratos e liberam, por meio dos estômatos, oxigênio (O2) a partir de dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). A reação química da fotossíntese pode ser observada a seguir:

6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6O2

As células vegetais possuem organelas voltadas aos processos vitais, dentre eles, a fotossíntese. Os cloroplastos são as organelas que armazenam os tilacóides, estruturas que contêm clorofila, principal pigmento que absorve a energia solar para a realização da fotossíntese. 

Pode-se dividir a reação em duas principais etapas: a fase fotoquímica e a fase química. A diferenciação entre ambas se dá devido à dependência ou independência de luz, diferindo-se também na região que as mesmas ocorrem.

Fotossíntese: Fase fotoquímica

A primeira fase da fotossíntese, dependente da presença de luz, é denominada de fase fotoquímica, ocorrendo nos tilacóides. Esse processo consiste na absorção da radiação fotossinteticamente ativa (400 a 700 nm – comprimento de onda), a fim de fornecer energia para a reação de transferência de elétrons, que resulta na síntese de ATP.
Esse fluxo é complexo e é iniciado pela captação de luz pelos pigmentos fotossintetizantes, como os carotenóides e as clorofilas a e b. A absorção da radiação fotossinteticamente ativa ocorre nos fotossistemas I e II (FSI e FSII), que se diferenciam pela faixa de comprimento de onda captadas pelos mesmos.

A transferência da energia dentro do complexo de captação se dá por ressonância e, ao ser admitida pelo centro de reação, ocasiona a expulsão de elétrons, que são captados por um aceptor e transportados para a próxima fase do processo de síntese do ATP.

O transporte ocorre do FSII para o FSI, onde a ferredoxina carrega dois elétrons e fornece os mesmos para o NADP+, dando origem ao NADPH, responsável pelo transporte de elétrons para a ATP-sintase. A enzima em questão tem como função a união do ADP com o Piruvato (Pi), o que resulta na formação da molécula de ATP e é dependente dos elétrons carregados pelo NADPH.

Fotossíntese: Fase bioquímica

A fase bioquímica da fotossíntese corresponde às reações não dependentes de luz, mais precisamente o ciclo de Calvin-Benson. A figura abaixo representa, ilustrativamente, os processos bioquímicos.

É no ciclo de processos em questão que ocorre a fixação de CO2, dando origem ao primeiro composto de 3 carbonos e, posteriormente, à glicose. Em plantas C4, há a formação, também, de um composto com 4 carbonos para – posteriormente – a origem da molécula de glicose.

As reações observadas na Figura 4 ocorrem no estroma do cloroplasto, onde a maior parte das enzimas se encontram, principalmente a Ribulose-1,5-bifosfato (Rubisco). O processo de formação da glicose, na fase bioquímica, é iniciado pela captação do CO2 do meio e sua combinação com a Rubisco, dando origem a duas moléculas de ácido fosfoglicérico, que contém três carbonos cada. O ácido fosfoglicérico (ou PGA) sofre a fosforilação pelas moléculas de ATP, provenientes da fase fotoquímica da fotossíntese, e redução pelo NADPH, também oriundo da fase anterior da fotossíntese.

A partir desse momento, todos os processos do ciclo são voltados para a produção de Rubisco, a fim de favorecer a formação de mais moléculas de glicose. A equação geral da fase bioquímica da fotossíntese é:

6CO2 + 12 NADPH + 18 ATP → 12 NADP + 18 ADP + 18 P + 6H2O + C6H12O6

Conclusão

Os processos relacionados à fotossíntese são base para a vida das plantas e, consequentemente, para a produção alimentícia. Assim, é fundamental seu entendimento e correlação com o desenvolvimento das plantas para melhor aproveitamento e eficiência das lavouras, levando em conta as exigências das plantas e como as mesmas respondem aos estímulos do ambiente.

Referências bibliográficas

KLUGE, Ricardo. Fotossíntese: aula 1. Piracicaba: Esalq, 2020. 44 slides, color.

MOREIRA, Catarina. Fotossíntese. Revista de Ciência Elementar, Lisboa, v. 1, n. 1, p. 1-5, dez. 2023.

TAIZ et al. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. Porto Alegre: Artmed, 2017.