Fotossíntese e respiração celular

Os animais e as plantas respiram

Respiração (ou respiração celular) é um processo em que a glicose (um tipo de açúcar) e o gás oxigênio são transformados em gás carbônico e água. Durante essa transformação é liberada energia, que é utilizada para o funcionamento do organismo e, quando é o caso, para o seu crescimento.

Os animais (entre os quais se incluem os seres humanos) e as plantas são exemplos de seres vivos que respiram, ou seja, que usam glicose e gás oxigênio para obter energia para sua sobrevivência. 

O gás oxigênio necessário à respiração é proveniente do ar, pois é um de seus componentes. Os animais obtêm a glicose ao ingerir alimentos que a contenham. Já as plantas produzem a glicose para seu próprio consumo.

 As plantas, além de respirarem, fazem fotossíntese 

As plantas produzem o açúcar de que necessitam. A produção de açúcar pela planta é denominada fotos síntese. Nesse processo, a planta consome água e gás carbônico, um gás presente no ar, e produz açúcar e gás oxigênio. O açúcar mais comumente produzido na fotossíntese é a glicose. 

A fotossíntese acontece quando, além de água e de gás carbônico, a planta recebe iluminação adequada. Energia proveniente da luz é transformada em outra forma de energia, a energia química, que é armazenada na glicose e será aproveitada quando essa glicose for usada na respiração.

Portanto, a água e o gás carbônico não são alimentos da planta. São substâncias empregadas por ela na produção de seu próprio alimento: a glicose. 

A luz também não é alimento para a planta. Ela fornece a energia necessária para que o processo de fotossíntese aconteça. 

A fotossíntese ocorre porque a planta apresenta, entre outros fatores, uma substância denominada clorofila, que capta a luz necessária ao processo. As plantas realizam fotossíntese e possuem clorofila.

Fotossíntese

Fotossíntese é o processo pelo qual alguns seres vivos produzem o próprio alimento. Esse processo usa a energia que vem do Sol (luz), 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 = therion = ‘azul'; bake = ‘pequeno bastão'; ‘animal'), um tipo de bactéria. Para um organismo realizar fotossíntese, ele deve ser capaz de utilizar o Sol como fonte de energia para produzir alimentos, o que, por sua vez, exige certas substâncias, como a clorofila.

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

De onde vem o que é necessário para a fotossíntese? 

A água é fundamental para os seres vivos. As cianobactérias e as algas captam-na diretamente do meio aquático ou úmido em que vivem. 

Em grande parte das plantas aquáticas e terrestres, a água é absorvida pelas raízes – estrutura adaptada também para a absorção de nutrientes –, por meio de canais bem finos chamados vasos condutores de seiva, e segue pelo caule até chegar às folhas, às flores e aos 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 gás oxigênio principalmente pelas folhas, onde ocorrem essas trocas gasosas. O gás carbônico existente no ar entra na folha através de minúsculas aberturas existentes nela, os estômatos, que só podem ser vistos com auxílio de microscópio. Já as algas, as cianobactérias e as plantas aquáticas que vivem submersas absorvem o gás carbônico que está dissolvido na água.

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 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 carboidratos. 

Uma planta mantida permanentemente no escuro está impedida de fazer fotossíntese. Ela acaba morrendo, pois não consegue produzir glicose. 

Há situações em que a planta está iluminada, mas recebe pouca luz. Nessa condição de iluminação insuficiente, a quantidade de glicose produzida pode ser menor do que aquela de que a planta precisa. Ou seja, sem luz não há fotossíntese; com pouca luz a fotossíntese pode não ser suficiente para atender à necessidade de glicose que a planta tem.

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.

A água é necessária para muitos processos vitais das plantas, entre eles a fotossíntese, que ocorre principalmente nas folhas. Quando regamos uma planta, colocamos a água na terra e não nas folhas. Então,  a raiz das plantas é capaz de absorver a água que está na terra. Dentro da planta há estruturas que atuam como pequenos “tubos” por onde essa água circula até chegar às folhas.

Carboidratos 

Os carboidratos, também chamados de açúcares (ou glicídios), são a principal fonte rápida de energia dos seres vivos. 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 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.

Pense nas seguintes situações: 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? Para o motor de um carro funcionar, ele precisa de combustível (gasolina, etanol, etc.). 

Dentro do motor, o combustível e o gás oxigênio sofrem transformações, produzindo gás carbônico e água e liberando energia. E quanto à árvore? 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 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.

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 vivos 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. Frequentemente, é um pro cesso rápido, que libera grande quantidade de energia na forma de calor. Em geral, percebemos uma combustão pelo aparecimento de chama. 

Respiração celular. 

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

Ventilação pulmonar. 

É o ato de um animal inspirar (colocar para dentro) e expirar (co locar para fora) o ar de seus pulmões. O processo 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 próprio alimento por meio da fotossíntese. 

• Os animais obtêm alimento ingerindo outros seres vivos, como plantas ou outros animais. 

• O alimento (glicose) e o gás oxigênio são utilizados na respiração celular para a obtenção de energia (liberada do alimento), com produção de gás carbônico e água. Isso ocorre em praticamente todos os seres vivos. 

• Em algumas bactérias e alguns fungos ocorre respiração celular, sem a utilização do gás oxigênio. 

Gás oxigênio 

• As plantas podem conseguir gás oxigênio pela fotossíntese ou diretamente do ambiente, por minúsculas aberturas em suas folhas, que permitem a entrada e a saída de gases. 

• As plantas aquáticas, além do gás oxigênio obtido na fotossíntese, obtêm o gás oxigênio dissolvido na água pelas raízes e o retiram do ar por meio dos poros de suas folhas emersas. 

• Os animais terrestres têm diferentes formas de obter gás oxigênio. Certos animais, como as minhocas, que vivem em ambientes terrestres úmidos, obtêm gás oxigênio do ar atmosférico pela pele. 

• Outros animais têm estruturas mais especializadas para captar gás oxigênio, como os pulmões dos moluscos terrestres (caracóis e lesmas) e a traqueia de 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 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 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, embora só realizem 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. 

As cadeias alimentares começam sempre com os produtores, que, na maioria dos casos, são seres vivos que realizam fotossíntese. Os produtores fabricam o 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 sucessivamente. Dessa forma, o alimento de onde se obtém a energia para a sobrevivência de todos os seres vivos vai passando de nível em 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.