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Fotossíntese

1800
Greenhouse showcasing plants undergoing photosynthesis in a vintage setting.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A fotossíntese é um processo utilizado por plantas, algas e algumas bactérias para converter energia luminosa em energia química. A luz solar fornece a energia para converter dióxido de carbono e água em glicose (um açúcar para armazenamento de energia) e oxigênio como subproduto. A equação química simplificada geral é [latex]6CO_2 + 6H_2O + text{Energia Luminosa} rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2[/latex].

O processo de fotossíntese ocorre em duas etapas principais dentro dos cloroplastos das células vegetais. A primeira etapa, as reações dependentes da luz, ocorre nas membranas tilacoides. Aqui, pigmentos como a clorofila absorvem fótons da luz solar. Essa energia é usada para quebrar moléculas de água em um processo chamado fotólise, que libera oxigênio, prótons e elétrons. A energia capturada da luz é convertida em duas moléculas de armazenamento de energia de curto prazo: ATP (adenosina trifosfato) e NADPH (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato). A segunda etapa, conhecida como fotossíntese, ocorre na fase de transição, onde ocorre a quebra das moléculas de água. Ciclo de Calvin ou reações independentes da luz, ocorre no estroma do cloroplasto. Este ciclo não requer luz diretamente, mas utiliza o ATP e o NADPH produzidos na primeira etapa. No ciclo de Calvin, o dióxido de carbono da atmosfera é "fixado" em moléculas orgânicas e convertido em glicose, um alta energia Açúcar que a planta pode usar para crescimento, metabolismo ou armazenamento como amido. Todo esse processo é a base de quase toda a vida na Terra, fornecendo energia para a maioria dos ecossistemas e produzindo o oxigênio em nossa atmosfera.

UNESCO Nomenclature: 2417
Fisiologia Vegetal

Tipo

Processo biológico

Interrupção

Revolucionário

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • A proposta de Stephen Hales de que as plantas são nutridas pela atmosfera
  • A descoberta de Joseph Priestley de que as plantas podem "restaurar" o ar "danificado" pela queima de uma vela.
  • O trabalho de Antoine Lavoisier sobre oxigênio e combustão
  • o desenvolvimento do microscópio para observar estruturas celulares vegetais como os cloroplastos

Aplicações

  • agricultura e horticultura
  • produção de biocombustíveis (ex.: a partir de algas)
  • sequestro de carbono e mudanças climáticas mitigação
  • life support systems in space exploration
  • Desenvolvimento farmacêutico a partir de compostos derivados de plantas
  • compreensão dos ciclos globais de carbono e oxigênio

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • genetically engineered crops with enhanced photosynthetic efficiency
  • artificial photosynthesis devices for producing hydrogen fuel from water and sunlight
  • bio-buildings with facades made of algae-filled panels that produce energy and clean air
  • self-sustaining closed-loop ecosystems for long-duration space missions
  • biosensors that use photosynthetic organisms to detect environmental toxins
  • development of novel catalisadores inspired by the water-splitting complex in photosystem ii
  • vertical farms optimized with specific light spectra to maximize photosynthetic output
  • carbon capture technologies that use engineered microbes to convert co2 into useful products
  • biodegradable plastics produced from photosynthetically-derived starches
  • vestível devices that monitor plant health by measuring chlorophyll fluorescence
Relacionado a: fotossíntese, clorofila, energia luminosa, energia química, dióxido de carbono, oxigênio, glicose, plantas, algas, ciclo de Calvin.

Contexto histórico

Fotossíntese

1800
1800-05-02
1880
1900
1910
1921
1930
1930
1800
1834-01-01
1880
1902
1920
1928
1930

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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