Como as plantas influenciam na presença do gás carbônico na atmosfera?

A fotossíntese é o processo através do qual os organismos autótrofos conseguem sintetizar alimento e matéria orgânica a partir de elementos inorgânicos. Os vegetais, por exemplo, utilizam a clorofila como substância precursora deste processo.

Entretanto, para que uma planta consiga realizar o processo de fotossíntese de forma adequada é necessário um conjunto de fatores diversos, internos ou externos. Como internos, podemos destacar, entre outros, a presença de nutrientes, a idade da folha, a quantidade de água presente; como fatores externos temos como exemplo, a luz, a disponibilidade água, a temperatura e etc.

Os principais fatores que influenciam no processo são: luz, concentração de gás carbônico e temperatura.

Por ser um processo que ocorre naturalmente, os mecanismos que comprovam a influência dos fatores citados acima foram baseados em estudos e testes feitos com a retirada e a colocação de determinado fator. Assim, se tivermos uma condição ideal de luminosidade e uma concentração adequada de gás carbônico, poderemos analisar os efeitos da variação da temperatura sobre o processo da fotossíntese.

Em relação à luminosidade devemos nos lembrar que existem plantas que necessitam de muita luz, plantas de “Sol” e plantas que devem ser protegidas da luz solar, plantas de “sombra”. Desta forma, podemos perceber que as folhas também são diferentes de acordo com a característica da planta.

Se tivermos, então, condições ideais de temperatura e gás carbônico, à medida que aumentamos a quantidade de luz, os níveis de fotossíntese também tenderão a aumentar até um determinado limite. Esse valor limite é chamado de ponto de saturação luminosa.

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Quanto à temperatura, não podemos nos esquecer de que a ação das enzimas é fundamental para minimizar o gasto energético das reações que ocorrem em todos os organismos. Assim, caso a temperatura atinja níveis muito altos ou muito baixos, a atuação, não só das enzimas, mas de todas as proteínas cessará ou diminuirá, levando a graves consequências. Esse processo é conhecido como desnaturação.

Existe um nível de temperatura ideal para os organismos funcionarem corretamente e com as plantas não seria diferente. Temos, atualmente, que o limite de temperatura ideal para a realização do processo de fotossíntese seria aproximadamente 35ºC, visto que a partir desta temperatura a fluidez da membrana onde está presente a clorofila será alterada.

A quantidade natural de gás carbônico na atmosfera está entre 0,03 e 0,04%, ou seja, a quantidade é mínima. Assim, estudos comprovaram que ao se aumentar a concentração de gás carbônico, haveria uma resposta positiva em relação à produção de matéria orgânica, através da fotossíntese. Logo, temos estabelecido um limite máximo de 0,3% de gás carbônico como quantidade ideal para a realização do processo fotossintético, uma vez que acima desta concentração não haveria modificações positivas no processo.

Temos temperaturas amenas naturalmente, não ultrapassando o limite de 35ºC e, em relação à luminosidade solar, temos uma ótima oferta; o fator limitante ao processo natural de fotossíntese é a pouca quantidade de gás carbônico presente na atmosfera.

Aproveite para conferir a nossa videoaula sobre o assunto:

Os vegetais s�o capazes de fabricar subst�ncias complexas, a partir de subst�ncias simples, como o carbono, retirado do g�s carb�nico do ar atmosf�rico, e a �gua. Esse importante fen�meno � chamado fotoss�ntese.

A fotoss�ntese trata-se do processo mais importante que ocorre na Terra. E n�o � exagero! � durante a fotoss�ntese que ocorre uma s�rie de rea��es qu�micas que transformam, atrav�s da energia solar, subst�ncias inorg�nicas (�gua e g�s carb�nico), em org�nicas (glicose), produzindo o alimento necess�rio para a sobreviv�ncia da planta, al�m de ser fonte de energia para os animais. Outro produto importante da fotoss�ntese � o oxig�nio (subst�ncia inorg�nica), o qual � indispens�vel para a vida dos seres aer�bicos.

O Processo da Fotoss�ntese

As folhas possuem forma achatada (laminar) para facilitar a sua exposi��o � luz solar e possuem cor verde devido � presen�a da clorofila. Al�m disso, possuem pequenos �poros� microsc�picos, os est�matos. 

Apenas alguns tipos de organismos (plantas, algas e algumas bact�rias) possuem clorofila, o pigmento essencial para promover a fotoss�ntese. O processo fotossint�tico tem in�cio quando uma part�cula de luz choca-se com uma mol�cula do pigmento verde (clorofila). 

A taxa fotossint�tica, ou seja, a intensidade de fotoss�ntese que a planta realiza, pode ser alterada pela quantidade de luz que ela recebe. Quanto maior essa radia��o luminosa, maior a taxa fotossint�tica, caso n�o haja nenhum outro fator como temperatura ou disponibilidade de �gua limitando o processo. No entanto existe um limite. Cada planta possui uma quantidade de luz espec�fica que, quando � atingida, n�o altera mais a taxa fotossint�tica. � o chamado ponto de satura��o f�tico.

Uma vez que a energia luminosa � transformada em energia qu�mica, produzindo a glicose (um tipo de a��car), ela pode ser utilizada mais tarde como �combust�vel� para outros processos celulares da planta.

O a��car � convertido em outras mol�culas de subst�ncias ricas em energia, que ficar�o armazenadas nas sementes e frutos. Os animais ir�o alimentar-se dessas sementes e frutos e, assim, ir�o obter o combust�vel necess�rio para viver, pois s�o seres heter�trofos.

O oxig�nio, t�o importante para os organismos aer�bicos, � liberado como um res�duo da fotoss�ntese, durante a quebra das mol�culas de �gua. Parte do oxig�nio � utilizada pela planta em outras rea��es, somente o que ela n�o utiliza � liberado para a atmosfera.

A capacidade fotossint�tica, ou seja, o quanto de fotoss�ntese que a planta realiza, � determinada para cada esp�cie. No entanto, esse n�mero � alterado ao longo do desenvolvimento da planta. Quando a planta � novinha, sua capacidade fotossint�tica � baixa, pois as folhas ainda n�o est�o completamente desenvolvidas e, por isso, recebem menos luz solar. Al�m disso, os seus cloroplastos ainda n�o est�o totalmente prontos para realizar o seu trabalho. Conforme a planta envelhece, a capacidade fotossint�tica tamb�m diminui. Um pouco antes da folha senescer (envelhecer) por completo, a capacidade fotossint�tica torna-se nula, pois os cloroplastos, e conseq�entemente a clorofila, s�o destru�dos durante o processo de envelhecimento.

Ent�o, em s�ntese...

As plantas capturam a energia do sol e a usam para formar mol�culas org�nicas essenciais � vida. Esse processo, a fotoss�ntese, requer o pigmento verde clorofila, que est� presente nas folhas. As mol�culas org�nicas formadas durante a fotoss�ntese fornecem n�o apenas a energia que ativa os sistemas vivos, mas tamb�m as grandes mol�culas estruturais que comp�em os organismos vivos.

Voc� sabia ainda que...

Os est�matos s�o aberturas na epiderme, limitados por duas c�lulas especializadas, as c�lulas-guarda, as quais controlam a abertura e o fechamento do poro (ost�olo). Eles ocorrem em todas as partes a�reas das plantas, mas s�o mais abundantes nas folhas. As ra�zes geralmente n�o os possuem.Eles s�o os respons�veis por permitir as trocas gasosas.

A planta troca g�s carb�nico e oxig�nio com o ambiente atrav�s dos est�matos. Durante a fotoss�ntese, a planta permite a entrada de CO2 na folha e a libera��o do O2 para o ambiente. Por outro lado, durante a respira��o ela libera CO2 para o ambiente e permite a entrada do O2. Al�m dos gases, a planta perde �gua, tamb�m pelos est�matos, atrav�s da transpira��o.

Representa��o gr�fica do est�mato na folha.

Os est�matos abrem e fecham em resposta a sinais ambientais e fisiol�gicos. Assim, controlam a perda de �gua atrav�s da transpira��o e a entrada e sa�da de oxig�nio e g�s carb�nico.

A abertura dos est�matos ocorre devido � diferen�a de turgesc�ncia (rigidez) das c�lulas-guarda do aparelho estom�tico, em rela��o �s demais c�lulas da folha. As c�lulas-guarda enchem-se de �gua, tornando-se duras (t�rgidas) e, dessa forma, causam a abertura do poro estom�tico (ost�olo). Quando essas c�lulas perdem �gua, elas murcham e tornam-se frouxas, fechando o poro estom�tico. A entrada e sa�da de �gua das c�lulas-guarda s�o reguladas por horm�nios vegetais e �ons. O grau de abertura dos est�matos varia ao longo do dia.

A Rea��o Qu�mica

CO2 = di�xido de carbono; H2O = �gua; C6H12O6 = glicose (a��car); O2 = oxig�nio.

A seta azul representa que o oxig�nio foi liberado

A equa��o em que todos os reagentes e produtos s�o escritos como se fossem mol�culas � chamada equa��o molecular. Qualitativamente, uma rea��o qu�mica descreve quais s�o os reagentes e os produtos da rea��o, nesse caso os reagentes s�o o di�xido de carbono e a �gua e os produtos s�o a glicose e o oxig�nio. Quantitativamente uma rea��o qu�mica balanceada indica rela��es num�ricas entre unidades (�tomos e mol�culas). Os coeficientes, n�mero que aparece embaixo do elemento qu�mico, descrevem as raz�es fixas entre estas unidades.

Numa rea��o qu�mica ocorre quebra das liga��es qu�micas das mol�culas dos reagentes formando-se novas liga��es, as quais originar�o a forma��o de novos produtos, os quais possuem propriedades qu�micas diferentes dos compostos originais. No acaso da fotoss�ntese o g�s carb�nico e a �gua, atrav�s da energia solar, quebram suas mol�culas e rearranjam-se novamente formando como produto a glicose e o oxig�nio.

As rea��es qu�micas da fotoss�ntese s�o complexas e existem pelo menos 50 rea��es intermedi�rias a essa equa��o geral. Mas, � importante salientar que a energia solar � necess�ria para estimular a rea��o; sem ela a rea��o n�o ocorreria.

Como a planta utiliza o a��car produzido durante a fotoss�ntese?

Uma parte do a��car se junta com a �gua e origina a seiva org�nica, a qual � distribu�da para todas as partes da planta, atrav�s de um sistema de vasos de condu��o chamado floema. Outra parte do a��car � consumida durante o processo de respira��o para fornecer energia para o vegetal para que ele consiga crescer e desenvolver-se. Finalmente, o que n�o � aproveitado imediatamente, a planta acumula nos �rg�os de reserva, os quais podem ser raiz (ex. batata doce e cenoura), caule (ex. batata inglesa e cana-de-a��car) e sementes, sob a forma de amido.

Ent�o, em s�ntese...

A glicose produzida durante a fotoss�ntese pode ser transformada em amido ou, atrav�s de outras rea��es qu�micas, a planta pode produzir tamb�m prote�nas, �leos, vitaminas, etc. Essas subst�ncias s�o muito importantes para o crescimento e sobreviv�ncia da planta e podem, ainda, ser aproveitadas pelo homem e outros animais que se alimentam delas.   

Qual o papel das plantas em relação ao gás carbônico presente na atmosfera?

Que processo das plantas realizam com o gás carbônico?

Qual a influência do gás carbônico no processo de fotossíntese?

Como as plantas absorvem gás carbônico do ar?