A fotoss\u00edntese significa s\u00edntese pela luz. Excetuando as formas de energia nuclear, todas as outras formas de energia utilizadas pelo homem moderno prov\u00e9m do sol. <\/p>\n\n\n\n
A fotoss\u00edntese pode ser considerada como um dos processos biol\u00f3gicos mais importantes na Terra. Por liberar oxig\u00eanio e consumir di\u00f3xido de carbono, a fotoss\u00edntese transformou o mundo no ambiente habit\u00e1vel que conhecemos hoje.<\/p>\n\n\n\n
De uma forma direta ou indireta, a fotoss\u00edntese supre todas as nossas necessidades alimentares e nos fornece um sem-n\u00famero de fibras e materiais de constru\u00e7\u00e3o.
A energia armazenada no petr\u00f3leo, g\u00e1s natural, carv\u00e3o e lenha, que s\u00e3o utilizados como combust\u00edveis em v\u00e1rias partes do mundo, vieram a partir do sol via fotoss\u00edntese. Assim sendo, a pesquisa cient\u00edfica da fotoss\u00edntese possui uma import\u00e2ncia vital.<\/p>\n\n\n\n
Se pudermos entender e controlar o processo fotossint\u00e9tico, n\u00f3s saberemos como aumentar a produtividade de alimentos, fibras, madeira e combust\u00edvel, al\u00e9m de aproveitar melhor as \u00e1reas cultiv\u00e1veis. Os segredos da coleta de energia pelas plantas podem ser adaptados aos sistemas humanos para fornecer modos eficientes de aproveitamento da energia solar.<\/p>\n\n\n\n
As plantas s\u00e3o seres aut\u00f3trofos – ou seja, produzem seu pr\u00f3prio alimento. Gra\u00e7as \u00e0 presen\u00e7a de clorofila em suas folhas, elas s\u00e3o capazes de captar energia luminosa do sol e utiliz\u00e1-la na s\u00edntese de mol\u00e9culas org\u00e2nicas, que lhes servir\u00e3o de alimento. Esse processo, que ser\u00e1 explicado a seguir, \u00e9 chamado de fotoss\u00edntese.<\/p>\n\n\n\n
6 CO2+ 12 H2O —-luz—+–clorof—-> C6H12O6+ 6 H2O + 6 O2<\/p>\n\n\n\n
Os Cloroplastos<\/strong><\/p>\n\n\n\n Nos cloroplastos ocorre a rea\u00e7\u00e3o da mais fundamental import\u00e2ncia para a vida das plantas e, indiretamente, para a vida dos animais: a fotoss\u00edntese. Os cloroplastos s\u00e3o geralmente discoidais. Sua cor \u00e9 verde devido a presen\u00e7a de um pigmento denominado clorofila. No seu interior existe um conjunto bem organizado de membranas, as quais formam pilhas unidas entre si, que s\u00e3o chamadas de grana. Cada elemento da pilha, que tem o formato de uma moeda, \u00e9 chamado de tilac\u00f3ide. Todo esse conjunto de membranas encontra-se mergulhado em um flu\u00eddo gelatinoso que preenche o cloroplasto, chamado de estroma, onde h\u00e1 enzimas, DNA, pequenos ribossomos e amido. As mol\u00e9culas de clorofila se localizam nos tilac\u00f3ides, reunidas em grupos.<\/p>\n\n\n\n Fase clara<\/strong><\/p>\n\n\n\n A fotoss\u00edntese \u00e9 dividida em duas fases: clara e escura. A fase clara, tamb\u00e9m chamada de fotoqu\u00edmica, consiste na incid\u00eancia da luz solar sob a clorofila A. El\u00e9trons s\u00e3o liberados e recebidos pela plastoquinona (aceptor prim\u00e1rio de el\u00e9trons). Fotofosforila\u00e7\u00e3o ac\u00edclica: Est\u00e1 relacionada basicamente com a fot\u00f3lise da \u00e1gua Fotofosforila\u00e7\u00e3o c\u00edclica: O el\u00e9tron sai da clorofila A, \u00e9 captado pela ferrodoxina e passa por transportadores de el\u00e9trons, havendo nos cloroplastos libera\u00e7\u00e3o de energia, que ser\u00e1 utilizada na s\u00edntese de ATP. Estes processos acontecem simultaneamente nos cloropastos.<\/p>\n\n\n\n Fase escura<\/strong><\/p>\n\n\n\n Ocorre no estroma dos cloroplastos e \u00e9 nesta fase que se forma a glicose, pela rea\u00e7\u00e3o inicial entre o g\u00e1s carb\u00f4nico atmosf\u00e9rico e um composto de 5 carbonos, a ribulose difosfato (RDP), que funciona como suporte para a incorpora\u00e7\u00e3o do CO2.<\/p>\n\n\n\n Ciclo de Calvin<\/strong><\/p>\n\n\n\n A mol\u00e9cula de CO2 se liga ao suporte de RDP desencadeando um ciclo de rea\u00e7\u00f5es no qual se formam v\u00e1rios compostos de carbono. Para forma\u00e7\u00e3o de uma mol\u00e9cula de glicose \u00e9 necess\u00e1rio que ocorram 6 ciclos destes. Os \u00e1tomos de Hidrog\u00eanio da \u00e1gua s\u00e3o adicionados a compostos de carbonos, obtidos a partir de CO2, havendo uma redu\u00e7\u00e3o de g\u00e1s, com produ\u00e7\u00e3o de glicose.<\/p>\n\n\n\n Plantas C3 e C4<\/strong><\/p>\n\n\n\n Aproximadamente, 2\/3 da massa vegetal que recobre a superf\u00edcie terrestre \u00e9 composta por gram\u00edneas de diversos tipos. Quanto a sua adapta\u00e7\u00e3o ambiental e efici\u00eancia fotossint\u00e9tica, as gram\u00edneas s\u00e3o classificadas em duas categorias: esp\u00e9cies temperadas (plantas C3) e tropicais (plantas C4). Normalmente, as esp\u00e9cies forrageiras temperadas apresentam melhor qualidade, definida em termos de digestibilidade, consumo e teor de prote\u00edna. A degrada\u00e7\u00e3o ruminal das gram\u00edneas C3 ocorre mais rapidamente que as do tipo C4, visto que as mesmas apresentam parede celular mais fina, ou seja, cont\u00eam menor teor de compostos indiger\u00edveis, como a lignina. Por outro lado, as gram\u00edneas tropicais (C4) apresentam maior efici\u00eancia fotossint\u00e9tica, sendo mais produtivas em termos de mat\u00e9ria seca. Entretanto, a qualidade (teor de prote\u00edna, consumo, digestibilidade) das gram\u00edneas tropicais (C4), geralmente, \u00e9 inferior a das gram\u00edneas temperadas.<\/p>\n\n\n\n Plantas CAM<\/strong><\/p>\n\n\n\n Um terceiro modo de fixa\u00e7\u00e3o, \u00e9 a fotoss\u00edntese denominada CAM, ou seja, ocorre a fixa\u00e7\u00e3o de carbono pelo mecanismo \u00e1cido-crassul\u00e1ceo, que aumenta a efici\u00eancia na utiliza\u00e7\u00e3o de \u00e1gua atrav\u00e9s da abertura de est\u00f4matos, para absor\u00e7\u00e3o de CO2, apenas \u00e0 noite. Esta estrat\u00e9gia \u00e9 comum em plantas ep\u00edfitas das fam\u00edlias Cactaceae (cactos), Bromeliaceae (brom\u00e9lias), Piperaceae (peper\u00f4mias) e Orchidaceae (orqu\u00eddeas).<\/p>\n\n\n\n Nestas plantas, os \u00e1cidos m\u00e1licos e isoc\u00edtrico acumulam-se durante a noite e s\u00e3o novamente convertidos em g\u00e1s carb\u00f4nico na presen\u00e7a de luz. Este processo \u00e9 claramente favor\u00e1vel em condi\u00e7\u00f5es de alta luminosidade e escassez de \u00e1gua. Estas plantas dependem muito deste processo, pelo fato de seus est\u00f4matos estarem fechados durante o dia a fim de evitar a perda de \u00e1gua. As c\u00e9lulas estom\u00e1ticas s\u00e3o as \u00fanicas c\u00e9lulas epid\u00e9rmicas que fazem fotoss\u00edntese e produzem glicose.<\/p>\n\n\n\n Fatores que afetam a fotoss\u00edntese<\/strong><\/p>\n\n\n\n A fotoss\u00edntese \u00e9 afetada por v\u00e1rios fatores, tais como a intensidade luminosa, a temperatura e a concentra\u00e7\u00e3o de g\u00e1s carb\u00f4nico no ar. Por exemplo: em uma planta mantida em um ambiente com temperatura e concentra\u00e7\u00e3o de CO2 constantes, a quantidade de fotoss\u00edntese realizada passa a depender exclusivamente da luminosidade.<\/p>\n\n\n\n Fotoss\u00edntese e o Alimento<\/strong><\/p>\n\n\n\n Todas as nossas necessidades energ\u00e9ticas nos s\u00e3o fornecidas pelos vegetais, seja diretamente, ou atrav\u00e9s dos animais herb\u00edvoros. Os vegetais por sua vez, obt\u00e9m a energia para sintetizar os alimentos via fotoss\u00edntese. Embora as plantas retiram do solo e do ar a mat\u00e9ria-prima necess\u00e1ria para a fotoss\u00edntese, a energia necess\u00e1ria para a realiza\u00e7\u00e3o do processo \u00e9 fornecida pela luz solar.<\/p>\n\n\n\n Um dos processos mais importantes da fotoss\u00edntese \u00e9 a utiliza\u00e7\u00e3o da energia solar para converter o di\u00f3xido de carbono atmosf\u00e9rico em carboidratos, cujo subproduto \u00e9 o oxig\u00eanio. Posteriormente, se a planta assim o necessitar, ela pode utilizar a energia armazenada nos carboidratos para sintetizar outras mol\u00e9culas. N\u00f3s fazemos o mesmo, todas as vezes que comemos, parte do alimento \u00e9 oxidado a g\u00e1s carb\u00f4nico e \u00e1gua para aproveitar a energia armazenada nos alimentos. Isso ocorre durante a respira\u00e7\u00e3o. Assim, se n\u00e3o h\u00e1 fotoss\u00edntese, n\u00e3o h\u00e1 alimento para a grande maioria das formas de vida heterotr\u00f3ficas.<\/p>\n\n\n\n Ciclo de convers\u00e3o de energia na biosfera<\/strong><\/p>\n\n\n\n A Fotoss\u00edntese e a Energia – A celulose \u00e9 um dos produtos da fotoss\u00edntese que constitui a maior parte da madeira seca. Quando a lenha \u00e9 queimada, a celulose \u00e9 convertida em CO2 e \u00e1gua com o desprendimento da energia armazenada em sua estrutura. Assim como na respira\u00e7\u00e3o, a queima de combust\u00edveis libera a energia armazenada para ser convertida em formas de energia \u00fatil; por exemplo, quando queimamos \u00e1lcool nos nossos autom\u00f3veis, estamos convertendo a energia qu\u00edmica em energia cin\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n Al\u00e9m do \u00e1lcool que \u00e9 amplamente utilizado no Brasil como combust\u00edvel, no norte do pa\u00eds o baga\u00e7o de cana \u00e9 largamente empregado para gerar energia nas usinas de beneficiamento da cana de a\u00e7\u00facar. O petr\u00f3leo, o carv\u00e3o e o g\u00e1s natural s\u00e3o exemplos de combust\u00edveis utilizados no mundo moderno, que tiveram a sua origem na fotoss\u00edntese. Portanto, muitas das nossas necessidades energ\u00e9ticas prov\u00e9m da fotoss\u00edntese e a sua compreens\u00e3o pode levar a uma maior produtividade dessas formas de energia.<\/p>\n\n\n\n A Fotoss\u00edntese e a Medicina<\/strong><\/p>\n\n\n\n A luz pode ser altamente mal\u00e9fica se n\u00e3o for devidamente controlada, temos como exemplos os in\u00fameros casos de c\u00e2ncer de pele. As plantas tem que absorver luz com o m\u00ednimo de dano para ela mesma. A compreens\u00e3o das causas dos danos causados pela luz e os mecanismos naturais de prote\u00e7\u00e3o, pode beneficiar-nos em \u00e1reas alheias \u00e0 fotoss\u00edntese como a medicina. Por exemplo, algumas subst\u00e2ncias como a clorofila tendem a localizar-se em tecidos tumorosos. A ilumina\u00e7\u00e3o destes tumores causaria um dano fotoqu\u00edmico, que poderia matar o tumor sem conseq\u00fc\u00eancia para o tecido em perfeito estado. Outra aplica\u00e7\u00e3o m\u00e9dica \u00e9 a utiliza\u00e7\u00e3o de subst\u00e2ncias semelhantes \u00e0 clorofila para delinear a \u00e1rea cancer\u00edgena do tecido em perfeito estado. Os fatores que influenciam a fotoss\u00edntese podem ser externos e internos ao organismo. Como fatores internos podem ser citados as estruturas das folhas e dos cloroplastos, o teor de pigmentos, o ac\u00famulo de produtos da fotoss\u00edntese no interior do cloroplasto, a concentra\u00e7\u00e3o de enzimas e a presen\u00e7a de nutrientes. Como fatores externos podem ser citados a luz, a temperatura, a salinidade, o grau de hidrata\u00e7\u00e3o e a press\u00e3o parcial de CO2. A compreens\u00e3o, de como cada um destes fatores e seus efeitos sin\u00e9rgicos afetam a fotoss\u00edntese, torna-se mandat\u00f3ria quando almeja-se minimizar os seus efeitos adversos, a fim de se obter uma maior produtividade.<\/p>\n\n\n\n O aumento da temperatura induz a curto prazo:<\/strong><\/p>\n\n\n\n – o aumento da atividade fotossint\u00e9tica; Os efeitos a longo prazo do aumento da temperatura s\u00e3o:<\/strong><\/p>\n\n\n\n – h\u00e1 uma rela\u00e7\u00e3o inversa entre a capacidade fotossint\u00e9tica (atividade fotossint\u00e9tica m\u00e1xima em luz saturante) e a temperatura de crescimento; Entretanto, existem dados na literatura de invariabilidade da efici\u00eancia fotossint\u00e9tica de alguns organismos em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 temperatura de crescimento. Podem ser citados os seguintes efeitos da qualidade espectral nos organismos fotossintetizantes:<\/p>\n\n\n\n – varia\u00e7\u00e3o da capacidade fotossint\u00e9tica; Efeitos da taxa de ilumina\u00e7\u00e3o (Irradi\u00e2ncia). De um modo geral uma planta aclimatada a um ambiente de baixa irradi\u00e2ncia (condi\u00e7\u00e3o de sombra) possui as seguintes caracter\u00edsticas quando comparada a uma planta aclimatada a um ambiente de alta irradi\u00e2ncia (condi\u00e7\u00e3o de sol):<\/p>\n\n\n\n – menor atividade respirat\u00f3ria; A Descoberta da Fotoss\u00edntese<\/strong><\/p>\n\n\n\n Na primeira metade do s\u00e9culo 17, o m\u00e9dico van Helmont depositou uma planta em um jarro com terra e regou a planta somente com \u00e1gua da chuva. Ele observou que ap\u00f3s 5 anos, a planta tinha crescido bastante, mas a quantidade de terra no jarro quase n\u00e3o decresceu. Van Helmont concluiu que o material utilizado pela planta para o seu crescimento veio da \u00e1gua utilizada para reg\u00e1-la. Em 1727 o bot\u00e2nico ingl\u00eas Stephan Hales observou que as plantas usavam principalmente o ar como fonte de nutrientes para o seu crescimento. Entre 1771 e 1777, o qu\u00edmico Joseph Priestly descobriu que quando ele colocava uma vela no interior de um jarro emborcado, a chama extinguia-se rapidamente sem que a cera fosse completamente consumida. Posteriormente ele observou que se um camundongo fosse colocado nas mesmas condi\u00e7\u00f5es ele morreria. Ele mostrou ent\u00e3o que o ar que fora “viciado” pela vela e pelo camundongo, poderia ser restaurado por uma planta. Em 1778, Jan Ingenhousz repetiu os experimentos de Priestly e observou que era a luz a respons\u00e1vel pela restaura\u00e7\u00e3o do ar. Ele observou tamb\u00e9m que somente as partes verdes da planta tinha essa propriedade. Em 1796, Jean Senebier mostrou que o CO2 era quem viciava o ar e que o mesmo era fixado pelas plantas durante a fotoss\u00edntese. Logo em seguida, Theodore de Saussure mostrou que o aumento da massa das plantas durante o seu crescimento n\u00e3o poderia ser devido somente \u00e0 fixa\u00e7\u00e3o de CO2, mas tamb\u00e9m devido a incorpora\u00e7\u00e3o da \u00e1gua. Assim a rea\u00e7\u00e3o b\u00e1sica da fotoss\u00edntese foi conclu\u00edda:<\/p>\n\n\n\n nCO2 + nH2O + luz —> (CH2O)n + nO2<\/p>\n\n\n\n onde n \u00e9 o n\u00famero de mol das esp\u00e9cies moleculares envolvidas.<\/p>\n\n\n\n Reda\u00e7\u00e3o Ambientebrasil<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" De uma forma direta ou indireta, a fotoss\u00edntese supre todas as nossas necessidades alimentares e nos fornece um sem-n\u00famero de fibras e materiais de constru\u00e7\u00e3o. <\/a><\/p>\n<\/div>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1519],"tags":[23,556,640],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/localhost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2238"}],"collection":[{"href":"http:\/\/localhost\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/localhost\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/localhost\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/localhost\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2238"}],"version-history":[{"count":1,"href":"http:\/\/localhost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2238\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5705,"href":"http:\/\/localhost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2238\/revisions\/5705"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/localhost\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2238"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/localhost\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2238"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/localhost\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2238"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
Estes el\u00e9trons passam por uma cadeia transportadora liberando energia utilizada na produ\u00e7\u00e3o de ATP (adenosina tri-fosfato). Os el\u00e9trons com menos energia entram na mol\u00e9cula de clorofila A repondo os liberados pela a\u00e7\u00e3o da luz. A mol\u00e9cula de clorofila absorve energia luminosa. Esta energia \u00e9 acumulada em el\u00e9trons que, por este fato, escapam da mol\u00e9cula sendo recolhidos por subst\u00e2ncias transportadoras de el\u00e9trons.
A partir da\u00ed, estes ir\u00e3o realizar a fotofosforila\u00e7\u00e3o, que, dependendo da subst\u00e2ncia transportadora, poder\u00e1 ser c\u00edclica ou ac\u00edclica. Em todos os dois processos, os el\u00e9trons cedem energia, que \u00e9 utilizada para a s\u00edntese de ATP atrav\u00e9s de fosforila\u00e7\u00e3o – processo em que adiciona um fosfato rico em energia no ADP (adenosina di-fosfato).<\/p>\n\n\n\n
Danos fotoqu\u00edmicos ao tecido em perfeito estado n\u00e3o ocorrem pois, os princ\u00edpios da fotoss\u00edntese foram utilizados para converter a energia absorvida em calor.<\/p>\n\n\n\n
Os Fatores Limitantes da Fotoss\u00edntese<\/strong><\/p>\n\n\n\n
– aumento da atividade respirat\u00f3ria;
– aumento das irradi\u00e2ncias de compensa\u00e7\u00e3o e satura\u00e7\u00e3o da fotoss\u00edntese;
– diminui\u00e7\u00e3o da efici\u00eancia fotossint\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n
– aumento na fluidez de membrana;
– aumento da atividade enzim\u00e1tica das enzimas do ciclo de Calvin;
– aumento do teor de pigmentos, do n\u00famero e do tamanho das unidades fotossint\u00e9ticas,
– aumento da efici\u00eancia fotossint\u00e9tica e da biomassa;
– diminui\u00e7\u00e3o das irradi\u00e2ncias de compensa\u00e7\u00e3o e de satura\u00e7\u00e3o da fotoss\u00edntese;
– diminui\u00e7\u00e3o da atividade respirat\u00f3ria e do est\u00edmulo da atividade fotossint\u00e9tica \u00e0 temperatura.<\/p>\n\n\n\n
– altera\u00e7\u00e3o do teor e da composi\u00e7\u00e3o de pigmentos;
– mudan\u00e7a na estequiometria dos fotossistemas, do tamanho e\/ou da densidade das unidades fotossint\u00e9ticas;
– modifica\u00e7\u00e3o da atividade catal\u00edtica das enzimas do ciclo de Calvin e do transporte de el\u00e9trons fotossint\u00e9ticos;
– mudan\u00e7a na anatomia das folhas.<\/p>\n\n\n\n
– menor capacidade fotossint\u00e9tica;
– menor raz\u00e3o Clorofila A\/pigmentos acess\u00f3rios;
– menor se\u00e7\u00e3o transversal de absor\u00e7\u00e3o dos pigmentos;
– menor concentra\u00e7\u00e3o das enzimas do transporte de el\u00e9trons fotossint\u00e9tico e do ciclo de Calvin;
– menores pontos de compensa\u00e7\u00e3o e satura\u00e7\u00e3o fotossint\u00e9tica;
– menor taxa de crescimento espec\u00edfico;
– maior teor de pigmentos;
– maior rendimento qu\u00e2ntico de produ\u00e7\u00e3o de O2 em luz limitante;
– maior tamanho e\/ou n\u00famero das unidades fotossint\u00e9ticas. As folhas dos vegetais aclimatados \u00e0 alta irradi\u00e2ncias s\u00e3o mais grossas e opticamente mais densas.<\/p>\n\n\n\n