Como a planta consegue
produzir seu próprio alimento?
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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