O que pode ocorrer com a energia luminosa absorvida pelos pigmentos fotossintetizantes?

Fotossíntese - Fases da Fotossíntese

Os vegetais clorofilados têm o equipamento bioquímico necessário para transformar substâncias pouco energéticas (CO2 e H2O) em substância rica em energia (glicose). Na fotossíntese, a energia luminosa absorvida pela clorofila é transformada em energia química de ligação, que fica armazenada no carboidrato.

A luz utilizada nessa formação  é absorvida por uma série de pigmentos. Cada pigmento absorve determinados comprimentos de ondas, refletindo os que não absorve.  A cor do pigmento é dada pelo comprimento de onda refletido, podendo-se determinar o espectro de absorção de cada pigmento através de um espectrofotômetro.

Os tipos de pigmentos utilizados na fotossíntese variam nos diferentes grupos de organismo fotossintetizantes. Nos vegetais superiores, os pigmentos mais importantes são a clorofila a e a clorofila b, pigmentos verdes que absorvem a luz no violeta, no azul e no vermelho, refletindo no verde; por isso, são verdes.

Colocando-se em um gráfico os diferentes comprimentos de onda em função da taxa em que se processa a fotossíntese, pode-se verificar o espectro de ação da luz na fotossíntese:

Observando-se os gráficos apresentados, pode-se notar que os picos do espectro de ação da luz na fotossíntese e os dos espectros de absorção da luz pela clorofila têm padrão semelhante, evidenciando que a clorofila é o pigmento mais importante na recepção da luz na fotossíntese.

A absorção da luz pela clorofila se faz com intensidade máxima nas faixas de comprimento de onda de 450 nm (nanômetros), que é correspondente à luz azul, e 700 nm que corresponde, à luz vermelha. O nanômetro ainda é muito conhecido como milimícron. A absorção da luz verde é quase nula. A clorofila reflete-a quase integralmente. E é por isso que nós a vemos dessa cor.

As curvas indicam:

A) espectro de absorção da luz pela clorofila a;

B) espectro de absorção da luz pela clorofila b;  

O espectro de ação da fotossíntese não corresponde rigorosamente ao espectro de absorção da luz pelas clorofilas. Considerando o fenômeno fotossíntese em termos gerais, a resposta à luz vermelha é maior do que à luz azul. Isso se explica porque os pigmentos acessórios (xantofila, licopeno e caroteno) absorvem intensamente certas radiações de forma mais eficiente que as clorofilas, transferindo depois a elas a energia absorvida.   

Em certas plantas aquáticas, outros pigmentos, com ficoeritrina e a ficoxantina, também absorvem a luz eficientemente. Nesses casos, o espectro de ação da luz na fotossíntese é diferente daquele apresentado anteriormente, estando os picos de maior taxa de fotossíntese praticamente coincidentes  com os de absorção pelos pigmentos citados.  

Equações

A equação tradicional da fotossíntese é:

Essa reação, no entanto, não pode mais ser aceita como correta, tendo em vista que o oxigênio liberado na fotossíntese provém da água e não do gás carbônico. Isto foi confirmado por um experimento clássico (década de 40), no qual o oxigênio da água foi marcado com o isótopo O18, verificando-se que todo o oxigênio liberado na fotossíntese era isótopo -18.

Dessa forma, a reação aceita é:

Essa equação mostra o processo de síntese de compostos orgânicos a partir de substâncias  inorgânicas, utilizando-se a energia luminosa e com liberação de oxigênio.    

Hoje, sabemos que a fotossíntese se processa em duas etapas.  Na primeira, a luz cede energia para a clorofila. Portanto, essa etapa não ocorre sem a presença de luz. Ela é conhecida com fase luminosa da fotossíntese ou reações de claro. Na segunda etapa, a energia retida por certos compostos, vai permitir uma série de reações que vão levar ao aparecimento da glicose. Essa etapa pode ocorrer mesmo na ausência da luz. É a fase escura ou reações de escuro da fotossíntese.

Sabemos que a luz branca resulta da combinação de diversas radiações: vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta. Mas nem todas essas radiações têm o mesmo efeito sobre a clorofila. E portanto, nem todas agem igualmente, estimulando a fotossíntese. 

A fotossíntese se processa em duas etapas. A primeira é a fotólise de Hill ou fase fotoquímica. Nela é liberado o O2 da água, e os hidrogênios são incorporadas a um aceptor de hidrogênio, no caso, o NADP (nicotinamida - adenina - dinucleotídeo - fosfato). 

A reação da primeira etapa é:

Além disso, ocorre a formação de ATP pela utilização direta da energia luminosa (fotofosforilação).

A segunda etapa é chamada puramente química ou fase de escuro, proposta por Blackman, na qual o NADPH2, reduz o CO2, formando-se açúcar.

Essa reação é:

Somando-se as duas reações:

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