Fotossíntese e respiração celular

FOTOSSÍNTESE

Já vimos que a fotossíntese é o processo pelo qual alguns seres vivos produzem seu próprio ali­mento. Esse processo usa a energia que vem do Sol (luz), e gás carbônico e água como matéria-prima. Todo esse processo ocorre na presença do pigmento clorofila.

Quem realiza a fotossíntese?

Os organismos conhecidos que fazem fotossín­tese são: as plantas, as algas e as cianobactérias (do grego kyanos = azul; bake = pequeno bastão; therion = animal), um tipo de bactéria.

Para um organismo realizar fotossíntese, ele deve ser capaz de utilizar a energia do Sol como fonte de energia para produzir alimentos, o que, por sua vez, exige certas substâncias, como a clorofila.

O processo da fotossíntese pode ser representado da seguinte forma:

Ou seja, o gás carbônico e a água, na presença da energia do Sol e da clorofila existente nas partes verdes das plantas, sofrem transformações quími­cas nas quais são produzidos o alimento da planta (glicose) e o gás oxigênio.

A água é fundamental para os seres vivos. As cianobactérias e algas captam água diretamente do meio aquático ou úmido em que vivem. Já a maio­ria das plantas apresenta uma estratégia diferen­te. Na maioria das plantas aquáticas e terrestres a água é absorvida pelas raízes – estrutura adaptada também para a absorção de nutrientes – por canais bem finos chamados de vasos condutores de seiva, seguindo pelo caule até chegar às folhas, flores e frutos, quando estes existem.

As raízes das plantas terrestres crescem na di­reção das partes mais úmidas do solo, o que facilita a absorção da água e dos nutrientes. Em algumas plantas muito pequenas, como os musgos, não há vasos condutores, e a água e os nutrientes passam de célula para célula.

O gás carbônico faz parte da composição do ar atmosférico. A maior parte das plantas é terrestre e, na fotossíntese, captura gás carbônico e libera o gás oxigênio principalmente pelas folhas, onde ocorrem essas trocas gasosas. Já as algas, as cia­nobactérias e plantas aquáticas que vivem submer­sas, absorvem o gás carbônico que está dissolvido na água onde vivem.

A fotossíntese ocorre nas folhas e em outras partes verdes, como o caule de algumas plantas. Nessas partes existe uma substância verde chama­da clorofila (do grego khloros = verde; phycon = folha), que tem a propriedade de captar a energia luminosa do Sol. Plantas que não são verdes tam­bém têm clorofila; ela está junto com outros pig­mentos que “escondem” a sua cor.

A energia do Sol é utilizada pela planta para pro­duzir, na fotossíntese, a glicose, um tipo de açúcar. Os açúcares pertencem a um grupo de substân­cias que chamamos de carboidratos.

Além da luz solar e da água, nutrientes como os carboidratos produzidos e os sais minerais ab­sorvidos pelas raízes são necessários para o de­senvolvimento das plantas e para a formação de substâncias como a clorofila.

CARBOIDRATOS

Os carboidratos, também chamados de açú­cares ou glicídios, são a principal fonte rápida de energia dos seres vivos. Os carboidratos são principalmente de origem vegetal, encon­trados em cereais, batata, mandioca, arroz, cenoura, beterraba, alimentos preparados e adoçados com o açúcar da cana, do mel, entre outros, sendo este último de origem animal.

Alguns carboidratos mais complexos se for­mam pela união de várias unidades de car­boidratos simples e desempenham funções diferentes no organismo: atuam como substância de reserva de ener­gia, como é o caso do amido nas plantas e do glicogênio nos animais; funcionam como substância que dá estrutura para as plantas, como é o caso da celulose.

RESPIRAÇÃO CELULAR: DO ALIMENTO À ENERGIA

Todos os seres vivos precisam de alimento para sobreviver. Entre outras funções, o alimento forne­ce a energia necessária para os seres vivos desem­penharem todas as suas atividades.

O processo de quebra do alimento para a disponibilização da energia é conhecido como respiração celular.

Veja que interessante: o que faz o motor do carro funcionar, para que ele se movimente, e o que faz com que uma árvore ou um animal se mantenham vivos e cresçam?

Responder à primeira pergunta é fácil, não é? Para o motor de um carro funcionar, ele precisa de combustível (gasolina, álcool etc.). Dentro do motor, o combustível e o gás oxigênio sofrem transformações, produzindo gás carbônico, água e liberando energia.

E na árvore? Na árvore acontece um fenômeno semelhante. O combustível que a mantém viva e a faz crescer é a glicose. A glicose e o gás oxigênio sofrem transformações nas células, produzindo gás carbônico, água, entre outras substâncias, e liberando energia.

Embora os dois processos sejam diferentes, nos dois casos ocorre liberação de energia. O que ocorre no motor do carro é chamado combustão e o que ocorre na árvore é chamado respiração celular, que não deixa de ser uma forma de com­bustão, só que muito mais lenta.

O processo da respiração pode ser representado da seguinte forma:

Ou seja, a glicose e o gás oxigênio sofrem trans­formações químicas, nas quais são produzidos gás carbônico e água. Nesse processo, a energia neces­sária para as atividades dos seres vivns é liberada.

Combustão, respiração celular e ventilação pulmonar

Combustão. Quando você vê alguma coisa pegando fogo, costuma dizer que aquilo está queimando. Em outras palavras, está ocorrendo uma combustão. A combustão é frequentemente, um processo rápido, que libera grande quantidade de energia na forma de calor. Geralmente, percebemos uma combustão pelo aparecimento de chama.

Respiração celular. É um processo que acontece no interior das células dos seres vivos. Ela ocorre de maneira contínua e controlada, liberando energia de acordo com as necessidades do organismo.

Ventilação pulmonar. É o ato de um animal inspirar (para dentro) e expirar (para fora) o ar de seus pulmões. Os processos de entrada e de saída de ar nos pulmões (ventilação) é popularmente chamado respiração. Contudo, “respiração” é a denominação do processo de respiração celular, que só ocorre dentro das células.

De onde vem o que é necessário para a respiração celular?

Para a maioria dos seres vivos, são ne­cessários alimentos (o açúcar glicose) e gás oxigênio para que ocorra a respiração celular.

Alimentos

• As plantas produzem o seu próprio alimento por meio da fotossíntese.
• Os animais obtêm alimento ingerindo outros seres vivos, como plantas ou outros animais.

Gás oxigênio

As plantas podem conseguir o gás oxigênio pela fotossíntese ou diretamente do ambiente, por minúsculas aberturas em suas folhas, que permitem a en­trada e a saída de gases. No caso das plantas aquáticas, além do gás oxigênio obtido pela própria fotossíntese, elas obtêm o gás oxigênio dissolvido na água, que pode passar diretamente para as folhas submersas.

Os animais terrestres têm diferentes formas de obter o gás oxigênio. Certos ani­mais, como as minhocas, que vivem em ambientes terrestres úmidos, obtêm o gás oxigênio do ar atmosférico pela pele. Outros animais têm estruturas mais especializadas para captar o gás oxigênio, como os pulmões dos moluscos terrestres (caracóis e lesmas) e as traqueias dos insetos e de certas aranhas. Alguns peixes, os anfíbios adultos (que também fazem trocas gasosas pela pele), os répteis, as aves e os mamíferos têm pulmões bem diferentes dos encontrados nos moluscos.

Os animais aquáticos podem obter o gás oxigênio dissolvido na água diretamen­te pela superfície do corpo, como no caso das esponjas, das águas-vivas, dos corais ou das sanguessugas; ou por meio de estruturas especializadas, como as brânquias, encontradas em crustáceos (siris, camarões, lagostas), em molus­cos (polvos, lulas, mexilhões, ostras), em equinodermos (ouriços-do-mar) e na maioria dos peixes e nas larvas de anfíbios. Apesar de a estrutura ser chamada de brânquia em todos esses grupos, ela difere bastante entre esses organismos.

FOTOSSÍNTESE E RESPIRAÇÃO CELULAR NAS PLANTAS

Uma confusão muito comum é pensar que as plantas não respiram enquanto realizam fotossíntese. Na verdade, as plantas, assim como os animais, respiram o tempo todo: de noite e de dia, mas só realizam fotossíntese na presença de luz.

Todos os seres vivos precisam da energia vin­da da respiração celular para sobreviver. Por meio da fotossíntese a planta produz seu alimento. En­quanto isso, a respiração celular utiliza o alimento produzido para obter energia.

A Amazônia não é o pulmão do mundo!

Talvez você já tenha ouvido falar que a Floresta Amazônica é o pulmão do mundo, mas esse con­ceito está errado. Quem afirma isso está conside­rando que na Amazônia ocorre a maior parte da fotossíntese do planeta, mas isso não é verdade. A maior parte da fotossíntese do planeta acontece nos mares, realizada pelas algas e cianobactérias. A Floresta Amazônica desempenha, sim, um pa­pel muito importante no clima da América do Sul e do mundo. Sua devastação causa, por exemplo, a diminuição da quantidade de chuvas na própria Amazônia e também em regiões mais distantes, como no Sudeste brasileiro.

Há mais um motivo para considerar incorreta a afirmação de que a Amazônia é o pulmão do mundo: o pulmão é um órgão que captura gás oxigênio da atmosfera, e a Floresta Amazônica é um local de produção de gás oxigênio. Sendo as­sim, a comparação da Amazônia com um pulmão também está errada.

OS FILHOS DO SOL

As cadeias alimentares começam sempre com os produtores, que, na maioria dos casos, são se­res vivos que realizam fotossíntese. Os produtores fabricam seu próprio alimento e podem ainda ser­vir de alimento para os consumidores primários, os quais, por sua vez, podem servir de alimento para os consumidores secundários e assim sucessivmente. Dessa forma, o alimento de onde se obtém a energia para a sobrevivência de todos os seres vivos vai passando para cada nível no ecossistema.

O alimento, no caso a glicose, armazena energia e, na quebra da glicose, pelo processo de respira­ção celular, a energia é liberada e usada para de­sempenhar todas as funções vitais de um ser vivo.

A maioria dos seres vivos depende da fotossíntese. Todos nós dependemos da energia do Sol e, portanto, somos seus filhos. Os incas já sabiam disso.

Processo de fotossíntese, a matéria-prima necessária e os produtos.

Processo de respiração celular, a matéria-prima necessária e seus produtos.

Fotossíntese e respiração celular e sua relação com a fabricação de alimento e obtenção de energia para a sobrevivência dos seres vivos.

O papel da clorofila e dos nutrientes na fotossíntese.

A relação entre fotossíntese, respiração celular e cadeias alimentares, levando em conta a produção de alimento e o consumo de energia.