Quais organelas são responsáveis pela produção energética nas plantas?

Os cloroplastos são organelas presentes apenas em células de plantas e algas, nas regiões que ficam iluminadas. Possuem cor verde devido à presença de clorofila e são responsáveis pela realização da fotossíntese.

Podem ter formas e tamanhos diferentes, além do que, na célula pode haver apenas um ou uma grande quantidade deles, isso varia de acordo com o tipo de planta.

Funções

Nos cloroplastos acontece a fotossíntese, processo responsável pela produção de energia e de substâncias orgânicas. Além disso, os cloroplastos são capazes de sintetizar aminoácidos e lipídeos, que constituem a sua membrana.

Fotossíntese

Durante a fotossíntese ocorrem dezenas de reações químicas que basicamente podem ser divididas em 2 etapas:

Etapa fotoquímica, ou das reações de claro: como indicado pelo nome na primeira etapa é necessário que haja a luz do sol, que é absorvida pela clorofila para a fotofosforilação (produção de ATP) e fotólise da água (decomposição da água em gás oxigênio e íons de hidrogênio).

Etapa química, ou das reações de escuro: ocorrem diversas reações em que são produzidos glicídeos a partir de moléculas de CO2 (do ar), de hidrogênio e da energia fornecida pelo ATP (ambos provenientes da primeira etapa).

Estrutura

Geralmente a forma do cloroplasto é arredondada e alongada, mas pode ter outros formatos. Possui membrana lipoproteica dupla, sendo que a mais interna das membranas forma lamelas, compostas por pilhas lamelares menores, cada uma como se fosse uma pequena bolsa achatada, chamada tilacoide. Os tilacoides são interligados e ficam empilhados, sendo o conjunto chamado granum (do latim,granum= grão).

A etapa clara (conversão da luz em energia) acontece na região das membranas dos tilacoides, onde está concentrada a clorofila. Entre as membranas dos tilacoides há um espaço preenchido por um fluido e enzimas, DNA, RNA e ribossomos, sendo denominado estroma. É no estroma que acontece a etapa escura de produção dos açucares.

Plastos

Os cloroplastos são um tipo de plastos, organelas citoplasmáticas presentes nas células das plantas e algas. São originados nos proplastos ou proplastídios, células embrionárias vegetais. Todos são capazes de se autoduplicar, bem como um pode se transformar no outro, ou seja, um cloroplasto pode se tornar um leucoplasto e vice-versa.

Existem 2 tipos de plastos: os leucoplastos que são incolores e armazenam amido e os cromoplastos cuja cor é determinada pelo pigmento que possuem, são eles que colorem folhas, frutas e flores. Dentre os cromoplastos há os xantoplastos (amarelos), os eritroplastos (vermelhos) e os cloroplastos (verdes).

Se quiser saber mais sobre as plantas, leia sobre o Reino Vegetal.

Teoria Endossimbiótica

Segundo a endossimbiogênese ou teoria da endossimbiose, a origem evolutiva de plastos e mitocôndrias está relacionada com antigos seres procarióticos que viviam em simbiose dentro de seres eucarióticos.

Essa teoria, proposta por Lynn Margulis, se baseia em semelhanças genéticas e bioquímicas que tais organelas possuem em comum com certas bactérias, especialmente as cianobactérias.

Algumas das características dos cloroplastos que os aproximam de cianobactérias são a presença de DNA, capacidade de autoduplicação, presença dos tilacoides e de alguns tipos de pigmentos.

A fotossíntese, termo que significa “síntese utilizando a luz”, é geralmente definida como o processo pelo qual um organismo consegue obter seu alimento. Esse processo é realizado graças à energia solar, que é capturada e transformada em energia química, e ocorre em tecidos ricos em cloroplastos, sendo um dos tecidos mais ativos o parênquima clorofiliano encontrado nas folhas.

Leia também: Nutrição das plantas

Tópicos deste artigo

• 1 - → Etapas da fotossíntese
• 2 - → Fotossistemas
• 3 - → Reações luminosas
• 4 - Mapa Mental: Fotossíntese
• 5 - → Fixação do carbono
• 6 - → Equação da fotossíntese
• 7 - → Importância da fotossíntese para o ecossistema
• 8 - → Fotossíntese e quimiossíntese
• 9 - → Resumo da fotossíntese

→ Etapas da fotossíntese

Nas plantas, a fotossíntese acontece nos cloroplastos e caracteriza-se pelas diversas reações químicas observadas. Essas reações podem ser agrupadas em dois processos principais.

• Reações luminosas: ocorrem na membrana do tilacoide (sistemas de membranas internas do cloroplasto).

• Reações de fixação de carbono: ocorrem no estroma do cloroplasto (fluido denso no interior da organela).

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→ Fotossistemas

Antes de entender cada reação que ocorre na fotossíntese, devemos conhecer o local em que algumas dessas reações acontecem. As reações luminosas acontecem, por exemplo, na membrana do tilacoide, mais precisamente nos chamados fotossistemas.

Os fotossistemas são unidades nos cloroplastos em que estão inseridas as clorofilas a e b e os carotenoides. Nesses fotossistemas, é possível perceber duas porções denominadas de complexo antena e centro de reação. No complexo antena são encontradas moléculas de pigmento que captam a energia luminosa e as leva para o centro de reação, um local rico em proteínas e clorofila.

No processo de fotossíntese, é possível verificar a presença de dois fotossistemas ligados por uma cadeia transportadora de elétrons: o fotossistema I e o fotossistema II. O fotossistema I absorve luz com comprimentos de onda de 700 nm ou mais, enquanto o fotossistema II absorve comprimentos de onda de 680 nm ou menos. Vale destacar que a denominação de fotossistema I e II foi dada na ordem de suas descobertas.

→ Reações luminosas

Nas reações luminosas, inicialmente a energia luminosa entra no fotossistema II, onde é aprisionada e levada até as moléculas de clorofila P680 do centro de reação. Essa molécula de clorofila é excitada, seus elétrons são energizados e transportados da clorofila em direção a um receptor de elétrons. A cada elétron transferido, ocorre a substituição desse por um elétron proveniente do processo de fotólise da água.

Pares de elétrons saem do fotossistema I por uma cadeia transportadora de elétrons, impulsionando a produção de ATP (grande fonte de energia química) pelo processo conhecido como fotofosforilação. A energia absorvida pelo fotossistema I é transferida para moléculas de clorofila P700 do centro de reação. Os elétrons energizados são capturados pela molécula da coenzima NADP+ e são substituídos na clorofila pelos elétrons provenientes do fotossistema II. A energia formada nesses processos é guardada em moléculas de NADPH e ATP.

Leia também: O que é ATP?

Mapa Mental: Fotossíntese

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→ Fixação do carbono

Nas reações de fixação do carbono, o NADPH e o ATP produzidos anteriormente nas reações luminosas são usados para reduzir o dióxido de carbono a carbônico orgânico. Nessa etapa, ocorre uma série de reações denominadas ciclo de Calvin. Nesse ciclo, três moléculas de CO2 combinam-se com um composto denominado ribulose-1,5-bifosfato (RuBP), formando um composto intermediário instável que se quebra produzindo seis moléculas de 3-fosfoglicerato (PGA).

As moléculas de PGA são então reduzidas a seis moléculas de gliceraldeído 3-fosfato (PGAL). Cinco moléculas de PGAL rearranjam-se e formam três moléculas de RuBP. O ganho do ciclo de Calvin então é de uma molécula de PGAL, a qual servirá para a produção de sacarose e amido.

→ Equação da fotossíntese

A equação balanceada para a fotossíntese pode ser descrita da seguinte forma:

É importante destacar que, geralmente, observa-se na equação da fotossíntese a formação da glicose como carboidrato produzido. Entretanto, no processo de fotossíntese, os primeiros carboidratos produzidos são os açúcares constituídos por apenas três carbonos.

→ Importância da fotossíntese para o ecossistema

A fotossíntese é, sem dúvida, essencial para os ecossistemas, sendo responsável, por exemplo, pelo fornecimento de oxigênio, o qual é utilizado por grande parte dos seres vivos para processos de obtenção de energia (respiração celular). Não podemos esquecer-nos ainda de que os organismos fotossintetizantes fazem parte do primeiro nível trófico das cadeias e teias alimentares, sendo eles, portanto, a base na cadeia trófica.

Na fotossíntese, as plantas e outros organismos fotossintetizantes conseguem converter a energia solar em energia química. Ao ser consumida, a energia acumulada pelos produtores passa para o próximo nível trófico. Desse modo, podemos concluir que, para um ecossistema funcionar adequadamente, esse depende da captura de energia solar e sua conversão para a biomassa dos organismos fotossintetizantes.

Leia também: Cadeia e teia alimentar

→ Fotossíntese e quimiossíntese

A fotossíntese e a quimiossíntese são dois processos realizados por organismos autotróficos. A quimiossíntese destaca-se por ser um processo em que a energia solar não é necessária, sendo esse um processo realizado por muitos organismos que vivem em ambientes extremos, como fontes hidrotermais nos abismos oceânicos. Na quimiossíntese, ocorre a síntese de moléculas orgânicas utilizando-se a energia química proveniente de compostos inorgânicos. Na fotossíntese, por sua vez, observa-se um processo em que compostos orgânicos são formados utilizando-se a energia luminosa absorvida por pigmentos especiais.

→ Resumo da fotossíntese

• A fotossíntese é um processo em que a energia solar é capturada e utilizada na produção de moléculas orgânicas.

• A fotossíntese acontece nos cloroplastos.

• Clorofila e carotenoides estão arranjados nos tilacoides dos cloroplastos, em unidades chamadas de fotossistemas.

• Duas etapas podem ser observadas na fotossíntese: reações luminosas e reações de fixação de carbono.

• No final da fotossíntese, são produzidos carboidratos.

• A fotossíntese garante que oxigênio seja disponibilizado para o meio ambiente.

• Os organismos fotossintetizantes são produtores na cadeia alimentar.

Por Ma. Vanessa dos Santos

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