2º EM tarde - Fotossintese

2ª série do Ensino Médio Tarde e Noite – Profª Luciana Mollo
FOTOSSÍNTESE
O que é?
A fotossíntese é um processo realizado pelas plantas para produção de seu próprio alimento.
Onde ocorre a fotossíntese?
Nos organismos mais simples, como as cianobactérias,
a fotossíntese ocorre no hialoplasma, que é onde se
encontram diversas moléculas de clorofila, associadas
a uma rede interna de membranas, que são extensões
da membrana plasmática. Recorde que as
cianobactérias são procariontes e não possuem
organelas dotadas de membranas.
Por outro lado, nos organismos eucariontes a
fotossíntese ocorre totalmente no interior do
cloroplasto. A fase clara ou fotoquímica da
fotossíntese ocorrerá nas lamelas e no grana, enquanto
que a fase escura ou química ocorrerá no estroma.
As etapas da fotossíntese
A fotossíntese ocorre em duas grandes etapas, que envolvem várias reações químicas: a primeira é a fase
clara (também chamada de fotoquímica) e a segunda é a fase escura (também conhecida como
fase química).
Resumidamente, os principais eventos da fotossíntese são a absorção da energia da luz pela clorofila; a
redução de uma aceptor de elétrons chamado NADP, que passa a NADPH2; a formação de ATP e
a síntese de glicose.
Fase clara ou fotoquímica: Quebra da água e liberação de oxigênio
Na fase clara, a luz penetra nos cloroplastos e atinge o complexo de pigmentos existente nos grana, ao
mesmo tempo em que provoca alterações nas moléculas de água.
Um dos acontecimentos marcantes da fase clara são as chamadas fotofosforilações.
Na fotofosforilação cíclica, ao ser atingida pela luz do Sol, a molécula de clorofila libera elétrons. Esses
elétrons são recolhidos por determinadas moléculas orgânicas chamadas aceptores de elétrons, que os
enviam a uma cadeia de citocromos (substâncias associadas ao sistema fotossintetizante e que são assim
chamadas por possuírem cor). Daí, os elétrons retornam à clorofila.
A resposta é que ao efetuar o retorno para a molécula de clorofila, a partir dos citocromos, os elétrons
liberam energia, pois retornam aos seus níveis energéticos originais. E essa energia é aproveitada para a
síntese de moléculas de ATP, que serão utilizadas na fase escura da fotossíntese.
Perceba que o caminho executado pelos elétrons é cíclico. Por esse motivo, costuma-se denominar essa
via de fotofosforilação cíclica, devido à ocorrência de síntese de inúmeras moléculas de ATP em um
processo cíclico, com a participação da luz e de moléculas de clorofila.
Ao mesmo tempo que isso ocorre, moléculas de água – ao serem atingidas pela luz do Sol – são
“quebradas” (usa-se o termo “fotólise da água” para designar a quebra das moléculas de água) e liberam
prótons (H+), elétrons (e-) e moléculas de oxigênio. Os prótons são captados por moléculas de NADP,
que se convertem em NADPH2; moléculas de oxigênio são liberados para o meio; e os elétrons voltam
para a clorofila, repondo aqueles que ela perdeu no início do processo.
Portanto, como resultado desta fase temos a produção de oxigênio, ATP (a partir de ADP + Pi) e também
a formação de uma substância chamada NADPH2;. Lembrando que tanto o ATP quanto o NADPH2 serão
utilizadas na fase escura.
A Fase Escura ou Química:
Apesar do nome sugerir que esta fase ocorra apenas no escuro, na verdade, trata-se de uma etapa que não
depende da luz. É dependente de substâncias produzidas na etapa fotoquímica (o ATP e o NADPH). A
energia assimilada na fase clara é empregada na redução dos átomos de carbono do CO2, incorporando-os
em moléculas orgânicas. Dessa forma, podem ser produzidas moléculas mais complexas, adequadas para
o consumo, para o transporte e para o armazenamento pelos seres vivos.
A incorporação dos átomos de carbono ocorre em uma seqüência cíclica de reações, o ciclo das pentoses,
descrito inicialmente pelo bioquímico americano Melvin Calvin, na metade do século XX. Também é
conhecido como ciclo de Calvin-Benson, e acontece no estroma dos cloroplastos, onde estão as enzimas
envolvidas em cada uma das suas dezenas de etapas.
No ciclo de Calvin, são empregadas as moléculas de NADPH e de ATP que foram geradas na etapa
fotoquímica. A maior parte da energia luminosa captada naquela etapa está contida nos elétrons ativados,
incorporados nos átomos de hidrogênio das moléculas de NADPH.
Fatores Limitantes da Fotossíntese
Intensidade luminosa
A partir de baixa intensidade luminosa, medida pela liberação
de gás oxigênio, a fotossíntese aumenta de forma linear
conforme o suprimento de luz até atingir um limite, chamado
platô ou região de saturação luminosa. A região representada
pela letra X corresponde à região limitada pela luz.
Temperatura
As reações na região limitada pela luz não são sensíveis à
temperatura. Em condições ideais de luminosidade e
concentração de gás carbônico a taxa de fotossíntese tende
aumentar conforme a temperatura aumenta, porém quando esta
fica muito alta, pode causar danos para a fotossíntese e para a
planta.
Gás Carbônico
Em regiões limitadas pela luz, se acrescentarmos mais gás
carbônico podemos perceber um aumento na taxa de fotossíntese.
A concentração deste gás na atmosfera varia entre 0,03 a 0,04% e
isso não é suficiente para a planta utilizar na fotossíntese. Por isso
o CO2 é considerado fator limitante da fotossíntese. Chamamos
de ponto de compensação de CO2 o momento em que o consumo
de gás carbônico na fotossíntese equivale ao liberado pela planta
na respiração e varia conforme a espécie considerada.
EXERCÍCIOS
1- A fotossíntese libera para a atmosfera:
a) o oxigênio oriundo da água;
b) o oxigênio proveniente do gás carbônico;
c) o gás carbônico proveniente da respiração;
d) o vapor d’água absorvido pela luz;
e) o gás carbônico e o oxigênio provenientes da respiração.
2- (UFRN) Durante o processo de fotossíntese, a ação da luz sobre a clorofila libera elétrons que são
capturados por uma cadeia transportadora. Durante esse processo de transporte ocorre:
a) formação de quantidades elevadas do aceptor NADP+ a partir da captura de elétrons e prótons.
b) transferência dos elétrons entre moléculas organizadas em ordem decrescente de energia.
c) fotólise de moléculas de CO2 que liberam elétrons e cedem o carbono para a formação da glicose.
d) quebra da molécula de água a partir da conversão de ATP em ADP, com liberação de prótons.
3- Em relação à fotossíntese, assinale como verdadeiro ou falso:
( ) Na etapa fotossintética ocorre a produção de ATP, NADPH 2, fotólise de H2O e produção de O2 livre.
( ) Temperaturas muito altas e baixas concentrações de CO2 podem reduzir a velocidade da fotossíntese.
( ) A taxa de fotossíntese é igual à de respiração no ponto de compensação de uma planta.
( ) A formação de ATP e NADPH2 durante a etapa fotoquímica da fotossíntese ocorre, respectivamente,
por redução e fotofosforilação.
4- (FaZU) O gás carbônico e o oxigênio estão envolvidos no metabolismo energético das plantas. Em
relação a esses dois gases podemos afirmar que:
a) O gás carbônico é produzido apenas à noite.
b) O oxigênio é produzido apenas à noite.
c) O gás carbônico é produzido apenas durante o dia.
d) O oxigênio e o gás carbônico são produzidos dia e noite.
e) O oxigênio é produzido apenas durante o dia.
5- (UEPB) Observe a equação simplificada representada a seguir: CO2 + H2O  (CH2O) + O2 Esta
reação ocorre nos organóides celulares denominados:
a) Mitocôndrias
b) Plastos
c) Ribossomos
d) Lisossomos
e) Golgiossomos
6- (Mack) Os principais fatores externos que influem no
processo de fotossíntese dos vegetais são a intensidade luminosa,
a temperatura e a concentração de CO2. O gráfico dado pode ser
usado para mostrar a influência
a) da intensidade luminosa, apenas.
b) da temperatura, apenas.
c) da intensidade luminosa e da temperatura, apenas.
d) da intensidade luminosa e da concentração de CO2, apenas.
e) da intensidade luminosa, da temperatura e da concentração de
CO2
7- (ESAL-MG) A fotossíntese é um dos mais importantes fenômenos que ocorrem na Natureza, pois
todos os seres vivos dependem direta ou indiretamente desse processo.
a) Justifique a proposição acima.
b) Qual a organela citoplasmática responsável pela fotossíntese?
c) Quais os produtos da etapa fotoquímica da fotossíntese?
8- (UNESP) Por muitos anos pensou-se erroneamente que o oxigênio produzido na fotossíntese viesse do
CO2, absorvido pelas plantas.
a) De que substância se origina o O2, liberado no processo fotossintético?
b) Indique a equação geral da fotossíntese para os vegetais clorofilados.
c) Qual o destino do O2 produzido?
9- (FUVEST) Existe um grau de luminosidade em que as taxas de respiração e de fotossíntese de uma
planta são iguais: é o ponto de compensação fótico ou fotótico.
a) Nesse ponto, qual a relação entre as quantidades de oxigênio absorvido e produzido pela planta?
b) Para que a planta possa crescer, a intensidade de luz que ela precisa receber deve ser superior à do seu
ponto de compensação. Explique por quê.
10- (UNICAMP) Compare fotossíntese com respiração em relação aos seguintes aspectos:
a) Período do dia em que ocorrem.
b) Substâncias consumidas.
c) Substâncias produzidas.