É a síntese de substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas (\(C{{O}_{2}}\) e \({{H}_{2}}O\)), utilizando a luz como fonte de energia, realizado pelas algas, pelas plantas e por algumas espécies de bactérias.

\[6C{{O}_{2}}+12{{H}_{2}}O\,\underrightarrow{luz\,\,e\,\,clorofila}\,{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}+6{{O}_{2}}+6{{H}_{2}}O\]

O \(C{{O}_{2}}\) é obtido a partir do meio ambiente. As plantas terrestres o absorvem da atmosfera, enquanto as plantas aquáticas submersas o obtêm do meio aquoso.

A água (\({{H}_{2}}O\)) também é obtida a partir do meio ambiente.

A luz utilizada como fonte de energia é a solar, podendo ocorrer com luz artificial, porém de maneira pouco intensa. A síntese de glicose é a principal função da fotossíntese.

Ocorre em duas fases ou etapas: fase clara (etapa fotoquímica) e fase escura (etapa química).

Fase clara (fase luminosa, etapa fotoquímica)

É a primeira etapa da reação de fotossíntese e só se realiza em presença de luz. Os principais fenômenos que ocorrem nessa etapa são:

• Absorção e utilização da luz nas reações de fotólise da água e nas fotofosforilações;
• Fotólise da água com liberação de \({{O}_{2}}\) e íons \({{H}^{+}}\);
• Síntese de ATP através das fotofosforilações cíclica e acíclica;
• Formação de \(NADP{{H}_{2}}\) (NADPH + \({{H}^{+}}\)).

Fotólise da água (reação de Hill): consiste na quebra das moléculas de água.

\[{{H}_{2}}O\,\xrightarrow{luz}\,2{{H}^{+}}+2{{e}^{-}}+{\scriptstyle{}^{1}/{}_{2}}\,\,{{O}_{2}}\]

Os íons hidrogênio (\({2{H}^{+}}\)) serão utilizados na formação do composto \(NADP{{H}_{2}}\), que é um aceptor e transportador de hidrogênios. Na fotossíntese, as moléculas de NADP recebem os hidrogênios liberados durante as reações da fase clara, levando-os para participar das reações da fase escura, nas quais serão liberados e utilizados na síntese da glicose. Como são 12 moléculas de água (12 \({{H}_{2}}O\)) utilizadas na reação, a fotólise de todas elas libera 6 \({{O}_{2}}\).

Fotofosforilação: é um processo de formação de ATP que usa energia primariamente originária da luz para unir o ADP a um Pi (fosfato inorgânico). Pode ser cíclica ou acíclica.

A fotofosforilação cíclica é realizada com a participação apenas da clorofila do tipo a.

Elétrons da clorofila “a” absorvem luz, tornam-se mais energéticos e saem da molécula clorofiliana. Podemos dizer que a clorofila “a”, ao absorver luz, torna-se oxidada, isto é, perde elétrons.

A energia liberada por esses elétrons, quando ocorre a passagem deles pela cadeia de citocromos, é utilizada para fazer a fosforilação, isto é, ligar ADP + \({{P}_{i}}\), sintetizando, assim, o ATP.

A fotofosforilação acíclica envolve a participação de dois tipos de clorofila (clorofila do tipo a e clorofila do tipo b) e do NADP, tendo como objetivos a síntese de ATP e a síntese do \(NADP{{H}_{2}}\). O NADP receberá os hidrogênios liberados da fotólise da água, levando-os para a fase escura, na qual esses hidrogênios serão liberados e utilizados na síntese de glicose.

Nas células eucariotas fotossintetizantes, as moléculas de clorofila, os aceptores de elétrons e as enzimas que participam das reações da fase clara encontram-se organizados nas membranas dos cloroplastos, formando unidades funcionais chamadas fotossistemas. Existem dois tipos de fotossistemas: fotossistema I (PS I) e fotossistema II (PS II).

O fotossistema I absorve luz de comprimento de onda correspondente a 700 nm, chamado de fotossistema P700. O fotossistema II absorve a luz, cujo comprimento de onda é de 680 nm, denominado fotossistema P680.