Os
vegetais são capazes de fabricar substâncias complexas, a
partir de substâncias simples, como o carbono, retirado do
gás carbônico do ar atmosférico, e a água. Esse importante
fenômeno é chamado fotossíntese.
A
fotossíntese trata-se do processo mais importante que ocorre
na Terra. E não é exagero! É durante a fotossíntese
que ocorre uma série de reações químicas que transformam,
através da energia solar, substâncias inorgânicas (água e
gás carbônico), em orgânicas (glicose), produzindo o
alimento necessário para a sobrevivência da planta, além de
ser fonte de energia para os animais. Outro produto
importante da fotossíntese é o oxigênio (substância
inorgânica), o qual é indispensável para a vida dos seres
aeróbicos.
O Processo da Fotossíntese
As
folhas possuem forma achatada (laminar) para facilitar a sua
exposição à luz solar e possuem cor verde devido à presença
da clorofila. Além disso, possuem pequenos “poros”
microscópicos, os estômatos.
Apenas
alguns tipos de organismos (plantas, algas e algumas
bactérias) possuem clorofila, o pigmento essencial
para promover a fotossíntese. O processo fotossintético tem
início quando uma partícula de luz choca-se com uma molécula
do pigmento verde (clorofila).
A
taxa fotossintética, ou seja, a intensidade de
fotossíntese que a planta realiza, pode ser alterada pela
quantidade de luz que ela recebe. Quanto maior essa radiação
luminosa, maior a taxa fotossintética, caso não haja nenhum
outro fator como temperatura ou disponibilidade de água
limitando o processo. No entanto existe um limite. Cada
planta possui uma quantidade de luz específica que, quando é
atingida, não altera mais a taxa fotossintética. É o chamado
ponto de saturação fótico.
Uma vez
que a energia luminosa é transformada em energia química,
produzindo a glicose (um tipo de açúcar), ela pode ser
utilizada mais tarde como “combustível” para outros
processos celulares da planta.
O
açúcar é convertido em outras moléculas de substâncias
ricas em energia, que ficarão armazenadas nas sementes e
frutos. Os animais irão alimentar-se dessas sementes e
frutos e, assim, irão obter o combustível necessário para
viver, pois são seres heterótrofos.
O
oxigênio, tão importante para os organismos aeróbicos, é
liberado como um resíduo da fotossíntese, durante a quebra
das moléculas de água. Parte do oxigênio é utilizada pela
planta em outras reações, somente o que ela não utiliza é
liberado para a atmosfera.
A
capacidade fotossintética, ou seja, o quanto de
fotossíntese que a planta realiza, é determinada para cada
espécie. No entanto, esse número é alterado ao longo do
desenvolvimento da planta. Quando a planta é novinha, sua
capacidade fotossintética é baixa, pois as folhas ainda não
estão completamente desenvolvidas e, por isso, recebem menos
luz solar. Além disso, os seus cloroplastos ainda não estão
totalmente prontos para realizar o seu trabalho. Conforme a
planta envelhece, a capacidade fotossintética também
diminui. Um pouco antes da folha senescer (envelhecer) por
completo, a capacidade fotossintética torna-se nula, pois os
cloroplastos, e conseqüentemente a clorofila, são destruídos
durante o processo de envelhecimento.
Então,
em síntese...
As
plantas capturam a energia do sol e a usam para formar
moléculas orgânicas essenciais à vida. Esse processo, a
fotossíntese, requer o pigmento verde clorofila, que está
presente nas folhas. As moléculas orgânicas formadas durante
a fotossíntese fornecem não apenas a energia que ativa os
sistemas vivos, mas também as grandes moléculas estruturais
que compõem os organismos vivos.
Você
sabia ainda que...
Os
estômatos são aberturas na epiderme, limitados por duas
células especializadas, as células-guarda, as quais
controlam a abertura e o fechamento do poro (ostíolo).
Eles ocorrem em todas as partes aéreas das plantas, mas são
mais abundantes nas folhas. As raízes geralmente não os
possuem. Eles são os responsáveis por permitir as
trocas gasosas.
A
planta troca gás carbônico e oxigênio com o ambiente através
dos estômatos. Durante a fotossíntese, a planta permite a
entrada de CO2 na folha e a liberação do O2
para o ambiente. Por outro lado, durante a respiração ela
libera CO2 para o ambiente e permite a entrada do
O2. Além dos gases, a planta perde água, também
pelos estômatos, através da transpiração.
Representação
gráfica do estômato na folha.
Os
estômatos abrem e fecham em resposta a sinais ambientais e
fisiológicos. Assim, controlam a perda de água através da
transpiração e a entrada e saída de oxigênio e gás
carbônico.
A
abertura dos estômatos ocorre devido à diferença de
turgescência (rigidez) das células-guarda do aparelho
estomático, em relação às demais células da folha. As
células-guarda enchem-se de água, tornando-se duras
(túrgidas) e, dessa forma, causam a abertura do poro
estomático (ostíolo). Quando essas células perdem água, elas
murcham e tornam-se frouxas, fechando o poro estomático. A
entrada e saída de água das células-guarda são reguladas por
hormônios vegetais e íons. O grau de abertura dos estômatos
varia ao longo do dia.
A Reação Química
CO2
= dióxido de carbono; H2O =
água; C6H12O6 =
glicose (açúcar); O2 = oxigênio.
A seta azul
representa que o oxigênio foi liberado |
A
equação em que todos os reagentes e produtos são escritos
como se fossem moléculas é chamada equação molecular.
Qualitativamente, uma reação química descreve quais são
os reagentes e os produtos da reação, nesse caso os
reagentes são o dióxido de carbono e a água e os produtos
são a glicose e o oxigênio.
Quantitativamente
uma reação química balanceada indica relações numéricas
entre unidades (átomos e moléculas). Os coeficientes, número
que aparece embaixo do elemento químico, descrevem as razões
fixas entre estas unidades.
Numa
reação química ocorre quebra das ligações químicas das
moléculas dos reagentes formando-se novas ligações, as quais
originarão a formação de novos produtos, os quais possuem
propriedades químicas diferentes dos compostos originais. No
acaso da fotossíntese o gás carbônico e a água, através da
energia solar, quebram suas moléculas e rearranjam-se
novamente formando como produto a glicose e o oxigênio.
As
reações químicas da fotossíntese são complexas e existem
pelo menos 50 reações intermediárias a essa equação geral.
Mas, é importante salientar que a energia solar é necessária
para estimular a reação; sem ela a reação não ocorreria.
Como a
planta utiliza o açúcar produzido durante a fotossíntese?
Uma
parte do açúcar se junta com a água e origina a seiva
orgânica, a qual é distribuída para todas as partes da
planta, através de um sistema de vasos de condução chamado
floema. Outra parte do açúcar é consumida durante o
processo de respiração para fornecer energia para o vegetal
para que ele consiga crescer e desenvolver-se. Finalmente, o
que não é aproveitado imediatamente, a planta acumula nos
órgãos de reserva, os quais podem ser raiz (ex. batata doce
e cenoura), caule (ex. batata inglesa e cana-de-açúcar) e
sementes, sob a forma de amido.
Então,
em síntese...
A
glicose produzida durante a fotossíntese pode ser
transformada em amido ou, através de outras reações
químicas, a planta pode produzir também proteínas, óleos,
vitaminas, etc. Essas substâncias são muito importantes para
o crescimento e sobrevivência da planta e podem, ainda, ser
aproveitadas pelo homem e outros animais que se alimentam
delas.
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