A fotossíntese, o processo pelo qual um organismo converte a energia da luz e o dióxido de carbono em carboidratos e oxigênio, ocorre em todas as plantas verdes, bem como em alguns fungos e organismos unicelulares. A maioria da fotossíntese ocorre em pigmentos chamados clorofila. A fotossíntese usa a energia do sol, assim como o dióxido de carbono e a água do ambiente da planta, para produzir glicose. A fotossíntese também produz oxigênio como subproduto. Quase todo o oxigênio atmosférico é o resultado da fotossíntese realizada pelo fitoplâncton no oceano. A fotossíntese consiste em duas etapas principais: a reação da luz e a reação independente da luz.

Reação resumida da fotossíntese A fotossíntese pode ser resumida pela seguinte equação: 6 CO2 (dióxido de carbono) + 6 H2O (água ) + Energia = C6H12O6 (glicose) + 6 O2 (oxigênio). O carbono do dióxido de carbono se combina com hidrogênio e oxigênio da água para formar glicose, com oxigênio e água como subprodutos. O processo envolve vários estágios intermediários e requer várias máquinas celulares para realizar.

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O dióxido de carbono deve mover-se da atmosfera para os cloroplastos de plantas verdes onde ocorre a fotossíntese. O dióxido de carbono e a água entram em organismos unicelulares e plantas aquáticas por difusão simples. As plantas terrestres possuem estruturas especializadas chamadas estomas que funcionam como minúsculas válvulas para permitir que os gases entrem e saiam da planta. A água é transferida do solo para as plantas terrestres através das raízes e é transportada pelos tecidos vasculares. A luz é capturada principalmente pelas folhas das plantas, cuja forma evoluiu para captar a energia solar com o máximo de eficiência no ambiente distinto de cada espécie.

Reação à luz

Durante a reação à luz, a energia da luz é convertida em energia química. A luz alimenta a divisão das moléculas de água em hidrogênio, oxigênio e elétrons livres. Os elétrons livres são usados ​​para carregar moléculas transportadoras de energia, como trifosfato de adenosina, também chamado de ATP, e fosfato de nicotinamida adenina dinucleotídeo, também chamado de NADP. Existem várias vias moleculares pelas quais a energia da luz é convertida em energia química, incluindo fotofosforilação cíclica e fotofosforilação não-cíclica.

Reação independente da luz

Durante a reação independente da luz, produtos da reação da luz são usados ​​para formar carboidratos. O dióxido de carbono da atmosfera é capturado e ligado ao componente de hidrogênio das moléculas de água divididas durante a reação à luz, e um carboidrato é formado por um processo chamado Ciclo de Calvin. Esta parte da fotossíntese também é conhecida como fixação de carbono, um fator importante para manter os níveis de dióxido de carbono atmosférico estáveis.

Transporte e Armazenamento de Glicose

A glicose é solúvel em água e se dissolve nos fluidos internos da planta. A glicose é removida das folhas e distribuída para o resto da planta por difusão em plantas simples e através de tecidos vasculares em plantas mais complexas. A glicose pode então ser usada imediatamente ou armazenada. As plantas retêm algum oxigênio dentro de seus tecidos para uso posterior ao metabolizar a glicose armazenada por um processo químico semelhante à respiração animal. As plantas devem, portanto, fotossintetizar mais do que elas respiram. O excesso de oxigênio é liberado da mesma forma que o dióxido de carbono é absorvido, por simples difusão ou através dos estômatos da planta.