A fotossíntese é uma importante rota bioquímica que envolve a produção de açúcar (glicose) a partir da luz, água e dióxido de carbono e libera oxigênio. É uma série de reações bioquímicas complexas e ocorre em plantas superiores, algas, algumas bactérias e alguns fotoautotróficos. Quase toda vida depende desse processo. A taxa de fotossíntese está relacionada à concentração de dióxido de carbono, temperatura e intensidade da luz. Ele obtém energia dos fótons absorvidos e usa a água como agente redutor.
Fotossíntese no passado
Com o advento da vida na Terra, o processo de fotossíntese começou. Como a concentração de oxigênio era desprezível, a primeira fotossíntese ocorreu usando sulfeto de hidrogênio e ácido orgânico na água do mar. No entanto, o nível desses materiais não foi suficiente para continuar a fotossíntese por muito tempo e, portanto, a fotossíntese usando água evoluiu. Esse tipo de fotossíntese usando água resultou na liberação de oxigênio. Consequentemente, a concentração de oxigênio na atmosfera começou a aumentar. Esse ciclo interminável tornou a Terra rica em oxigênio, capaz de sustentar o atual ecossistema dependente de oxigênio.
Papel da água na fotossíntese
Em um nível fundamental, a água fornece elétrons para substituir os removidos da clorofila no fotossistema II. Além disso, a água produz oxigênio e reduz o NADP ao NADPH (necessário no ciclo de Calvin) liberando íons H +.
Água como fornecedora de oxigênio
Durante o processo de fotossíntese, seis moléculas de dióxido de carbono e seis moléculas de água reagem na presença da luz solar para formar uma molécula de glicose e seis moléculas de oxigênio. O papel da água é liberar oxigênio (O) da molécula de água para a atmosfera na forma de gás oxigênio (O2).
Água como alimentador de elétrons
A água também tem outro papel importante de ser uma alimentador de elétrons. No processo de fotossíntese, a água fornece o elétron que liga o átomo de hidrogênio (de uma molécula de água) ao carbono (de dióxido de carbono) para fornecer açúcar (glicose).
Fotólise da Água
A água atua como um agente redutor fornecendo íons H + que convertem NADP em NADPH. Como o NADPH é um importante agente redutor presente nos cloroplastos, sua produção resulta em déficit de elétrons, resultante da oxidação da clorofila. Essa perda de elétrons deve ser satisfeita pelos elétrons de algum outro agente redutor. O fotossistema II envolve os primeiros passos do esquema Z (o diagrama da cadeia de transporte de elétrons na fotossíntese) e, portanto, é necessário um agente redutor que possa doar elétrons para oxidar a clorofila, que é fornecida pela água (atuando como fonte de elétrons). em plantas verdes e cinobactérias). Os íons de hidrogênio liberados criam um potencial químico (quimiosmótico) através da membrana que finalmente resulta na síntese de ATP. O fotossistema II é a enzima primária conhecida que atua como catalisador nessa oxidação da água.
