entenda a fotossíntese – o modo na qual as plantas adquirem seus nutrientes.
Visão geral da fotossíntese
Na fotossíntese, as moléculas de gás carbônico e de água são transformadas em açúcares com a utilização de energia luminosa. O processo pode ser resumido pela equação química abaixo (embora a glicose não seja o principal glicídio produzido, como veremos adiante):
6CO2 + 6H2O > C6H12O6 + 6O2
Clorofila e absorção de luz
A luz é uma onda eletromagnética como as ondas de rádio e de TV, as micro-ondas, os raios infravermelhos, ultravioleta, X e gama. Essas ondas eletromagnéticas são estudadas em Física. As ondas transmitem energia. A luz corresponde a uma parte da energia transmitida pelo Sol e se diferencia das outras ondas por sua frequência (número de oscilações de cada ponto da onda por unidade de tempo) e seu comprimento de onda (distância entre dois pontos mais altos ou mais baixos consecutivos). A luz branca é formada pela mistura de vários comprimentos de onda, registrados por nossos olhos com cores diferentes. E o que ocorre quando observamos um arco-íris ou quando a luz branca atravessa um prisma de vidro. O conjunto de cores que forma a luz branca é chamado espectro da luz visível. Da mesma forma que nossos olhos só percebem certos comprimentos de onda (não somos capazes de ver o ultravioleta, por exemplo, as moléculas de clorofila só absorvem certos tipos de luz; elas absorvem bem as luzes vermelha, laranja, azul e violeta, e refletem grande parte da luz verde, absorvendo dela pouca energia. A cor verde que vemos nas plantas é justamente o reflexo dessa luz não absorvida. Para comprovar isso, em 1883 o botânico alemão Theodor W. Engelmann (1843-1909) realizou um experimento interessante. Colocou um filamento de alga (gênero Cladophora) em um meio com bactérias aeróbias e iluminou o conjunto com as diversas cores que compõem a luz branca. Observando maior acúmulo de bactérias nas regiões iluminadas pelo vermelho (na faixa de 700 nm) e pelo azul (na faixa de 450 nm), ele concluiu que nesses dois locais havia maior desprendimento de oxigênio e, consequentemente, que nessas regiões ocorria mais fotossíntese.
Espectro de absorção das clorofilas 
Cladophora ao microscópio óptico
No entanto, a planta utiliza parte da luz verde fotossíntese, visto que parte dessa cor é absorvida por outros pigmentos, que cedem a energia absorvi- da para a clorofila.
Etapas da fotossíntese
A fotossíntese pode ser dividida em duas etapas: a fotoquímica (fase clara) e a química (fase escura). Durante a etapa fotoquímica, a energia luminosa é absorvida pela clorofila e armazenada em moléculas de ATP. Além disso, a luz promove a transformação da água em hidrogênio e oxigênio. Enquanto o oxigênio é liberado pela planta, o hidrogênio e a energia do ATP são usados na fase seguinte, que não usa luz, para transformar o gás carbônico em glicose, Para isso, o hidrogênio é transportado para o estroma do cloroplasto (a fase clara ocorre nos tilacoides) combinado à nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADP), molécula semelhante ao NAD da respiração com mais um fosfato.
A etapa química, também chamada ciclo das pentoses ou de Calvin ou de Calvin-Benson, ocorre no estroma e foi estudada no final da década de 1940 pelo bioquímico norte-americano Melvin Calvin (1911- 1997) e seus colaboradores, principalmente Andrew Benson (1917). Na etapa química, por meio de uma série de reações químicas, são sintetizados glicídios a partir do gás carbônico e dos hidrogênios produzidos na etapa fotoquímica. A energia para essa síntese vem do ATP, também produzido na primeira etapa. A conversão do gás carbônico em um composto orgânico (um glicídio) é chamada fixação do carbono. Desse modo, as duas etapas estão relacionadas, pois os átomos de hidrogênio necessários à segunda etapa são fornecidos pelo NADPH, e a energia vem do ATP originado na primeira etapa.
Velocidade da fotossíntese
Em condições normais, é muito difícil que todos os requisitos necessários à fotossíntese estejam presentes nas quantidades ideais; portanto, ela não ocorre com eficiência máxima.
Analisaremos a seguir a variação da velocidade da fotossíntese em relação a três fatores: luz, gás carbônico e temperatura.
Influência da luz
A velocidade da fotossíntese pode ser calculada medindo a quantidade de oxigênio liberada. Quanto maior essa quantidade, maior a velocidade do processo.
A planta respira o tempo todo, mas, durante o dia, quando a intensidade da luz é maior que o ponto de compensação, a produção de oxigênio torna-se maior que o consumo; o que sobra é liberado para a atmosfera.
Influência do gás carbônico
A concentração de gás carbônico na atmosfera (cerca de 0,03%) é um fator importante na limitação da velocidade da fotossíntese de uma planta bem iluminada. Aumentando a concentração desse gás, a velocidade aumenta até que a luz ou outros fatores passem a ser limitantes.
Influência da temperatura
O aumento da temperatura acelera as reações químicas da fase escura, mas influência pouco a fase luminosa, na qual as reações dependem apenas da energia luminosa. Por isso, se a planta estiver pouco iluminada, o aumento da temperatura terá pouco efeito, uma vez que os produtos da fase luminosa – ATP e NADPH – estão presentes em pequena quantidade. Se a planta estiver bem iluminada (o que corresponde a uma boa quantidade de NADPH e ATP), o aumento da temperatura provoca aumento significativo na velocidade. O aumento da velocidade da fotossíntese em decorrência da elevação da temperatura só ocorre até determinado ponto. A partir dele, o calor desnatura as enzimas que catalisam as reações com cadeias químicas de carbono. A velocidade começa a diminuir até o processo cessar de todo, e a planta pode morrer.
Quimiossíntese
Certas bactérias que vivem no solo são capazes de sintetizar substâncias orgânicas a partir de gás carbônico, água e outras substâncias inorgânicas sem utilizar energia luminosa. Elas provocam a oxidação de substâncias minerais do solo ou da água (amônia, enxofre, sais de ferro, etc.) e aproveitam a energia liberada para sintetizar açucares. A partir destes, outras substâncias orgânicas são produzidas. Esse processo, chamado quimiossíntese, pode ser esquematizado assim:
Comparada à fotossíntese, a quimiossíntese representa uma fração muito pequena do processo de produção de cadeias de carbono. Entretanto, tem importância no ciclo dos compostos nitrogenados. Algumas bactérias quimiossintetizantes oxidam a amônia, originada da decomposição da matéria orgânica, em nitrito (um sal mineral); outras bactérias transformam o nitrito em outro sal, o nitrato, que é absorvido pelas raízes das plantas e usado na síntese de proteínas. A energia liberada nesses processos é usada por essas bactérias na síntese de produtos orgânicos. Ao mesmo tempo, elas promovem a reciclagem do nitrogênio dos organismos mortos.
Veja abaixo um esquema desses dois casos de quimiossíntese:
Biologando na Biologia 