Biologia

Ensino Médio

Fotossíntese

Produção de oxigênio e glicose

Maria Graciete Carramate Lopes*
Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação

A vida, tal como se acha organizada em nosso planeta, depende enormemente dos seres vivos fotossintetizantes. Poderíamos justificar essa afirmativa pelo fato de que a quase totalidade do gás oxigênio atmosférico, usado pela grande maioria dos seres vivos na respiração celular, provém da fotossíntese realizada por plantas, algas e algumas bactérias.

Esse é, talvez, o aspecto mais conhecido da fotossíntese, mas é muito importante sabermos que ele não é o único - além do gás oxigênio, durante a fotossíntese ocorre a produção de glicose, um açúcar simples.

A glicose é utilizada pelo próprio organismo que a produziu: em parte, para a realização da respiração celular que libera energia para seus processos vitais, e, outra parte, para a fabricação de diversas substâncias orgânicas importantes, como aminoácidos, outros tipos de açúcar, gorduras, celulose, amido (substância de reserva para situações de necessidade), etc.

Esses processos tornam os organismos fotossintetizantes independentes de outros seres vivos para se alimentar e fazem com que eles ocupem a base da grande maioria das cadeias alimentares, com os consumidores dependendo, direta ou indiretamente, do alimento produzido por eles.

A palavra fotossíntese (do grego photos, luz, synthesis, composição) diz respeito a esse processo no qual ocorre, em presença da luz, a produção de moléculas orgânicas ricas em energia (glicose) a partir de compostos inorgânicos pobres em energia (gás carbônico e água).

A energia luminosa é transformada em energia química, que fica armazenada principalmente nas moléculas de glicose, estando, dessa forma, disponível para o organismo fotossintetizante e para seus possíveis consumidores.

As reações químicas da fotossíntese

É comum representarmos a fotossíntese através da equação química:

Sendo: CO₂ - gás carbônico; H₂O - água; C₆H₁₂O₆ - glicose e O₂ - gás oxigênio.

Essa equação é, no entanto, uma simplificação, já que a fotossíntese envolve um conjunto de várias reações que ocorrem no interior dos cloroplastos das células de plantas e algas ou no citoplasma de algumas bactérias. Tais reações acontecem em duas fases: as reações de "claro" (ou fase fotoquímica) e as reações de "escuro" (ou fase química).

A fase fotoquímica ocorre nas regiões do cloroplasto que contêm clorofila (lamelas e grana) e compreendem duas reações, a fotofosforilação cíclica e a fotólise da água. Na primeira reação, a clorofila, ao receber luz, emite elétrons altamente energizados que passam por diversas substâncias chamadas de aceptores e voltam à clorofila. Durante esse trajeto, os elétrons liberam energia que é usada para a formação de ATP (molécula armazenadora de energia química).

Ao mesmo tempo, a luz promove a quebra da molécula de água (fotólise) que libera íons hidrogênio (H⁺) e átomos de oxigênio. Estes, unindo-se dois a dois, formam moléculas de gás oxigênio (O₂), enquanto os íons hidrogênio, por sua vez, se combinam com moléculas da substância NADP, formando o NADPH₂.

Esquema simplificado da fotofosforilação cíclica e a fotólise da água

É fácil perceber que esse primeiro conjunto de reações recebeu o nome de reações de claro ou fase fotoquímica porque a luz tem, nele, participação direta.

As reações de escuro ocorrem na região do cloroplasto que não contém clorofila (estroma), para onde se difundem as moléculas de CO₂ e para onde migram as de ATP e NADPH₂, formadas na fase anterior. Através de numerosas e complexas reações que receberam o nome de Ciclo das pentoses ou Ciclo de Calvin-Benson, moléculas de glicose são formadas a partir do CO₂, de hidrogênios fornecido pelo NADPH₂ e de energia liberada pelo ATP.

Apesar do nome, as reações de escuro também ocorrem durante o dia, utilizando-se de substâncias produzidas na fase clara, e dependendo, portanto, indiretamente, da luz.

Esquema simplificado do ciclo das pentoses

Há uma idéia muito difundida de que as plantas, durante a fotossíntese, transformam o gás carbônico em oxigênio. Retomando os processos da fase clara da fotossíntese, percebemos que é durante a fotólise da água que se formam as moléculas de gás oxigênio que podem ser liberadas para o ambiente.

É um erro, portanto, pensar que o gás oxigênio forma-se a partir do gás carbônico - ele é proveniente das moléculas de água que participam desse processo.

É comum também que as pessoas pensem que a fotossíntese é a respiração das plantas ou que elas fazem fotossíntese durante o dia e respiram à noite. Respiração celular e fotossíntese são processos distintos e ambos são realizados pelos vegetais, algas e também por algumas bactérias.

A respiração, ao contrário da fotossíntese, não depende da luz e é realizada ao longo de todo o dia. Nos períodos em que há grande luminosidade, a intensidade da fotossíntese é tal que o organismo produz gás oxigênio suficiente para a sua própria respiração celular e libera o excesso, dando a falsa impressão de que não respira, pois não está absorvendo o gás oxigênio da atmosfera.

*Maria Graciete Carramate Lopes é licenciada pelo Instituto de Biociências da USP e professora de ciências da Escola Lourenço Castanho (SP).

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