Fotossíntese é o processo pelo qual as plantas e algumas bactérias e protistas sintetizam moléculas de açúcar a partir de dióxido de carbono, água e luz solar. A fotossíntese pode ser dividida em dois estágios - a reação dependente da luz e as reações independentes da luz (ou escuridão). Durante as reações de luz, um elétron é retirado de uma molécula de água, liberando os átomos de oxigênio e hidrogênio. O átomo de oxigênio livre se combina com outro átomo de oxigênio livre para produzir gás oxigênio, que é então liberado.
TL; DR (muito longo; Não li)
Os átomos de oxigênio são criados durante o processo de luz da fotossíntese e dois átomos de oxigênio se combinam para formar o gás oxigênio.
Reações leves
O objetivo principal das reações de luz na fotossíntese é gerar energia para uso nas reações de escuridão. A energia é colhida da luz solar, que é transferida para os elétrons. À medida que os elétrons passam por uma série de moléculas, um gradiente de prótons é formado nas membranas. Os prótons fluem de volta através da membrana através de uma enzima chamada ATP sintase, que gera ATP, uma molécula de energia, usada nas reações escuras onde o dióxido de carbono é usado para fazer açúcar. Este processo é denominado fotofosforilação.
Fotofosforilação cíclica e não cíclica
Fotofosforilação cíclica e não cíclica referem-se à origem e ao destino do elétron usado para gerar o gradiente de prótons e, por sua vez, o ATP. Na fotofosforação cíclica, o elétron é reciclado de volta para um fotossistema onde é reenergizado e repete sua jornada através das reações de luz. No entanto, na fotofosforilação não cíclica, a etapa final do elétron é a criação de uma molécula de NADPH também usada nas reações no escuro. Isso requer a entrada de um novo elétron para repetir as reações de luz. A necessidade desse elétron resulta na formação de oxigênio a partir das moléculas de água.
Cloroplastos
Em eucariotos fotossintéticos, como algas e plantas, a fotossíntese ocorre em uma organela celular especializada chamada cloroplasto. Dentro dos cloroplastos estão as membranas tilacóides que fornecem um ambiente interno e externo para a fotossíntese. As membranas tilacóides estão presentes em todos os organismos fotossintéticos, inclusive nas bactérias, mas apenas os eucariotos abrigam essas membranas nos cloroplastos. A fotossíntese começa nos fotossistemas localizados dentro das membranas tilacóides. Conforme as reações de luz da fotossíntese progridem, os prótons são empacotados dentro dos espaços da membrana, criando um gradiente de prótons através da membrana.
Fotossistemas
Os fotossistemas são estruturas complexas de pigmentos envolvidos localizados dentro da membrana tilacóide que energizam os elétrons usando a energia da luz. Cada pigmento é sintonizado com uma porção específica do espectro de luz. O pigmento central é a clorofila? que tem um papel adicional de reunir o elétron que é usado nas reações de luz subsequentes. Dentro do centro da clorofila? são íons que se ligam às moléculas de água. À medida que a clorofila energiza um elétron e o envia para fora do fotossistema, para as moléculas receptoras em espera, o elétron é substituído pelas moléculas de água.
Formação de Oxigênio
Conforme os elétrons são retirados das moléculas de água, a água é quebrada em átomos componentes. Os átomos de oxigênio de duas moléculas de água se combinam para formar o oxigênio diatômico (O2). Os átomos de hidrogênio, que são prótons únicos sem elétrons, auxiliam na criação do gradiente de prótons dentro do espaço fechado pela membrana tilacóide. O oxigênio diatômico é liberado e o centro da clorofila se liga a novas moléculas de água para repetir o processo. Devido às reações envolvidas, quatro elétrons devem ser energizados pela clorofila para gerar uma única molécula de oxigênio.