Luz e Fotossíntese

Como que as plantas se alimentam? O.o

       É com base nessa pergunta simples que iniciamos a trabalhar com um conceito importante: Fotossíntese.

"As plantas produzem seu próprio alimento"

 "As plantas sugam a água das raízes e alimentam-se da luz" 

"Elas produzem o alimento dentro das folhas"

       Bem, todos esses ditados acabam resumindo de forma drástica o processo pelo qual a planta produz moléculas, como a glicose, para consumo próprio. 

        O vídeo abaixo mostra de forma resumida o processo de Fotossíntese, bem como sua importância ecológica no planeta.

 

        Como foi visto no vídeo, esse processo ocorre dentro da célula, em uma estrutura específica chamada de Cloroplasto. Essa organela guarda em seu interior várias moléculas de clorofila, um pigmento de coloração esverdeada, que terá fundamental importância na fotossíntese.                

Figura 1.  A esquerda, imagem de cloroplastos dentro de um célula vegetal, a partir do microscpio ótico. Se ampliarmos essa organela, conseguiriamos ver sua estrutura interna tal qual está na imagem da direita. É dentro dos tilacóides que as moléculas de clorofila são depositadas, logo, é lá que ocorrerá o processo de fotossíntese.

Mas como a luz atua nesse processo?

 

        Para compreendermos melhor, temos que observar como a molécula de clorofila age frente a influência da luz (Tutorial sobre luz e clorofila). 

     Nesse processo, precisamos dos conceitos de três grandes áreas: química, visto que o processo acontece com uma molécula orgânica; Biologia, já que ela está situada em uma organela; e a Física, pois a luz é responsável por fornecer a energia ao evento. 

 

Figura 2. Esquema geral que mostra desde uma visão macroscópica da folha, até a interação da luz com a molécula de clorofila. O balanço geral da fotossíntese é mostrado, princialmente quando ao seu produto final.

        A luz segue o princípio da dualidade, já que ela pode comportar-se como onda eletromagnética ou partícula. No caso da luz branca, ela é policromática, ou seja, possui várias frequências. Assim, um fóton possui uma frequência característica, que biologiacamente representa uma cor. Podemos, então, decompor a luz em vários feixes de luz monocromáticas. Isso pode ser observado,através do espectro eletromagnético abaixo.

 
Figura 3. Espectro de decomposição da luz branca proveniente do sol.

      A cada recombinação dos eletróns dentro das estruturas atômicas, há uma transferência de energia na forma de luz ou calor. Assim, devido ao princípio de reflexão e absorção que a luz sofre ao insidir sobre estruturas moleculares com pigmento, a luz verde, por possuir a mesma frequência contida na clorofila, sofrem o fenômeno de reflexão, enquanto que as demais frequências (da luz) sãoabsorvidas. Assim, a energia luminosa é absorvida e convertida em energia química (potencial).         
     A molécula de clorofila, ao receber a energia dos fótons provenientes da luz branca, tem seus elétrons excitados (voltando posteriormenteao seu orbital de origem) e propagam essa energia através das estruturas atômicas vizinhas. No fim, essa energia é que é utilizada para a conversão de dióxido de carbono e água em glicose e oxigênio.

                                     

Figura 4.   Espectro de absorção da clorofila A e B. Nesse gráfio está relacionada a quantidadede luz absorvida, pelas clorofilas do tipo A e B, com o comprimento de onda emitido pela luz branca. Repare que, no comprimento de onda relativo a cor verde, a taxa de absorção é baixa. Isso é geradopela reflexão da cor verde. 

        Vale ressaltar que a clorofila não é o único pigmento utilizado pelas plantas para realizar fotossíntese. Pigmentos como o caroteno (laranja) são importantes pigmentos acessórios e reagirão, com os fótons provenientes da luz, da mesma forma que a clorofila.

       Clicando no link que segue, você terá acesso a um tutorial que mostra, em detalhes, todos os processos citados ao longo dessa nossa conversa. (Processo Geral da Fotossíntese)