A influência da quantidade de luz na velocidade da Fotossíntese.

Revise a influência da quantidade de luz na fotossíntese e aprenda mais sobre física e biologia para arrasar em Ciências da Natureza no Enem!

Biologia Enem: A fotossíntese permite a entrada de energia na cadeia alimentar. Através desse processo, os seres vivos autótrofos fotossintetizantes capturam energia luminosa e transformam em energia química para ligar átomos e formar moléculas energéticas.

Mas, será que uma enorme quantidade de luz aceleraria o processo de fotossíntese em uma planta? Que tipo de luz aumentaria suas taxas de fotossíntese? Todas as cores de luz fazem com que uma planta realize fotossíntese? Saiba isso e muito mais neste post sobre os fatores que influenciam a fotossíntese para arrasar nas questões de Ciências da Natureza do Enem!

Como a fotossíntese depende da luz, o principal fator que influencia este processo é a quantidade e a qualidade de energia luminosa. Para começamos a pensar na importância da luz para a fotossíntese e sua interação com a clorofila, é importante que você se lembre de um pouco das aulas de física.

Quando estudamos a luz como uma onda, aprendemos que a luz branca é composta por todos os comprimentos de onda da luz visível (com comprimentos de onda entre 400 e 700nm). Além disso, você aprende que a visualização de cores em um objeto se dá graças aos fenômenos de absorção e reflexão de luz.

Assim, se enxergamos um objeto com uma cor vermelha podemos entender que este objeto está refletindo os raios luminosos na faixa do vermelho e o restante dos raios luminosos (com outros comprimentos de onda) estão sendo absorvidos. Dessa maneira, como a clorofila é verde, ela irá refletir praticamente todos os comprimentos de onda do espectro verde e absorve as demais cores.

Portanto, quando você olha as plantas de uma praça iluminada com luz verde durante a noite, é provável que as plantas ali presentes estejam realizando pouca fotossíntese, uma vez que a clorofila irá refletir toda a luz que incide sobre ela e apenas outros pigmentos presentes no cloroplasto (em menor quantidade), irão absorver luz.

Para estudar a influencia da luz na fotossíntese, o botânico T.W. Engelmann expôs um filamento de alga a um meio com bactérias aeróbias e iluminou o conjunto com as diversas cores da luz branca em diferentes pontos.

Após algum tempo, o biólogo observou um maior acúmulo de bactérias nas regiões que eram iluminadas pelo vermelho e pelo azul e concluiu que as bactérias se acumulavam ali pois havia maior produção de oxigênio pela alga naquelas regiões, uma vez que suas células estariam realizando mais fotossíntese. Assim, Engelmann conseguiu comprovar que o espectro verde não era muito absorvido e que a clorofila absorvia melhor luzes no espectro do azul e do vermelho. Observe na imagem os espectros de absorção de luz da clorofila A e da clorofila B, encontrada nas plantas verdes:

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Veja na Figura abaixo: Experimento escolar semelhante ao de Engelmann. Na imagem você pode ver plantas expostas a diferentes cores de luz para analisar seu crescimento. Créditos da imagem: David Har Jones/Sciente Photo Library

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Na imagem a seguir veja esquema demonstrando e xoperimento de Engelmann. Note que as bactérias estão mais concentradas próximo aos vermelhos e azuis.

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Faça você mesmo um experimento de Luz e Fotossíntese:

Outro experimento que podemos realizar para pensar na influência da luz sobre a fotossíntese, é expor uma planta ao escuro e gradualmente expô-la a uma fonte luminosa cuja intensidade é aumentada aos poucos.

Quando a planta está no escuro, ela irá consumir somente oxigênio, uma vez que está apenas respirando e não realizando a fotossíntese. Quando exposta à luz que aumenta gradualmente sua intensidade, em determinado momento, todo o oxigênio produzido na fotossíntese irá ser utilizado na própria fotossíntese.

Este ponto é chamado de ponto de compensação fótica ou luminosa. A partir deste ponto, a quantidade de luz cada vez maior aumenta as taxas de fotossíntese. Porém, em determinado momento, as taxas de fotossíntese estabilizam, pois todas as moléculas de clorofila estão saturadas de energia luminosa (ponto de saturação luminosa).

Plantas de luz e plantas de sombra:

Muitas espécies de planta são adaptadas à baixa luminosidade, como as que vivem à sombra de grandes árvores em uma floresta densa.  Estas plantas possuem folhas mais finas, com menos camadas de células, e assim, precisam de uma menor quantidade de luz para se manterem.

Sendo assim, precisam de uma menor quantidade de luz para ultrapassarem o ponto de compensação luminosa e começarem a crescer. Caso estas espécies sejam expostas a grandes quantidades de luz, como em uma clareira, elas poderão ter seus cloroplastos danificados e acabarem morrendo.

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Figura 4: Imagem de comigo-ninguém-pode (Dieffenbachia seguine). Esta é considerada uma planta de sombra e, devido à sua baixa tolerância à luminosidade, é uma planta apreciada para ornamentação de interiores. Créditos: De Agostini Editorie / C. DANI/ Universal Images Group.

Já as plantas adaptadas à grande quantidade de luz, como aquelas que vivem em campos ou bordas de florestas, têm folhas mais grossas, com mais camadas de células, tendo um maior consumo de energia para se manterem e crescerem. Estas plantas possuem um ponto de compensação luminosa maior que as plantas de sombra e são chamadas de plantas de sol ou heliófilas.

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Figura 5: Macela (Achyrocline satureioides) é uma planta comumente utilizada no sul do país para forrar travesseiros por apresentar propriedades calmantes. A macela (também chamado de marcela) é uma planta comum nos campos sulinos e suporta altos índices de luz, portanto, é considerada heliófila.

Aula Gratuita

Agora que você já sabe tudo sobre os fatores que influenciam a velocidade da fotossíntese, que tal ver uma videoaula para finalizar sua revisão? Então veja este vídeo do canal O Kuadro, do Youtube:

Exercícios

01 – (UECE/2014)   A biosfera recebe a radiação solar em comprimentos de onda que variam de 0,3 ]m a aproximadamente 3,0 ]m. Em média, 45% da radiação proveniente do Sol encontra-se dentro de uma faixa espectral de 0,18 ]m a 0,71 mm, que é utilizada para a fotossíntese das plantas (radiação fotossinteticamente ativa, RFA). Em função da luz solar, pode-se afirmar corretamente que

a) as plantas que crescem sob a sombra, desenvolvem estrutura e aparência semelhantes às daquelas que crescem sob a luz.

b) a parte aérea das plantas recebe somente a radiação unidirecional.

c) fotoperiodismo é a resposta da planta ao comprimento relativo do dia e da noite e às mudanças neste relacionamento ao longo do ano.

d) respostas sazonais em plantas não são possíveis porque os organismos vegetais são incapazes de “perceber” o período do ano em que se encontram.

Gab: C

 

02 – (UFPE/UFRPE/2014)   Diversos fatores podem interferir na taxa de fotossíntese, alterando a velocidade com que ocorre o processo ou limitando-o. A figura abaixo apresenta curvas com a taxa de fotossíntese sob diferentes condições de luz, temperatura e concentração de CO2. Analise essas curvas para avaliar as proposições seguintes.

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00. A curva A se inclina em 500 lm/ft2 porque é limitada pela baixa temperatura.

01. A curva B se inclina após 1000 lm/ft2 porque é limitada pela alta concentração de CO2.

02. As curvas mostram que a luminosidade é, de fato, o único fator limitante para o processo de fotossíntese.

03. As curvas mostram que temperatura, concentração de CO2 e luminosidade estão diretamente relacionadas com a fotossíntese.

04. Nenhuma das três curvas pode representar a taxa de fotossíntese porque elas não apresentam o que, de fato, ocorre nas condições propostas.

Gab: FFFVF

 

03 – (ESCS DF/2014)  

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Considerando a figura acima, que ilustra as velocidades da reação de dois processos biológicos, A e B, quando se varia a intensidade luminosa, assinale a opção correta.

a) Em organismos pertencentes ao domínio Archea, os processos A e B ocorrem respectivamente no estroma dos cloroplastos e das mitocôndrias.

b) A equação química abaixo representa corretamente o processo A.

C6H12O6  ®  2C2H5OH + 2CO2 + ATP

c) O surgimento de organismos capazes de realizar o processo A favoreceu a seleção de organismos que podiam degradar moléculas orgânicas complexas até CO2 e H2O, por meio do processo B.

d) No ponto P, o organismo recebe uma intensidade luminosa tal que a produção de matéria orgânica passa a ser superior ao consumo e, desse modo, o organismo cresce.

Gab: C

 

04 – (UNESP SP/2013)   Um vaso com uma planta de folhas verdes foi colocado sobre uma mesa, no centro de um quarto totalmente vedado, de modo a impedir a entrada da luz externa, e ali permaneceu por 24 horas.

Durante as 12 primeiras horas (período I), a planta foi iluminada com luz verde, de comprimento de onda na faixa de 500 a 550 nm. Nas 12 horas seguintes (período II), a planta foi iluminada com luz laranja-avermelhada, de comprimento de onda na faixa de 650 a 700 nm.

Considerando a incidência da luz sobre a planta e a taxa fotossintética, é correto afirmar que, aos olhos de um observador não daltônico que estivesse no quarto, as folhas da planta se apresentariam

a) de cor verde no período I e enegrecidas no período II, e a taxa de fotossíntese seria maior no período II e reduzida ou nula no período I.

b) enegrecidas no período I e de cor vermelha no período II, e a taxa de fotossíntese seria maior no período I e reduzida ou nula no período II.

c) enegrecidas no período I e enegrecidas no período II, e em ambos os períodos a planta não realizaria fotossíntese, mas apenas respiração.

d) de cor verde no período I e de cor vermelha no período II, e a taxa de fotossíntese seria maior no período I do que no período II.

e) de cor verde no período I e de cor verde no período II, e a taxa de fotossíntese seria a mesma em ambos os períodos.

Gab: A

 

05 – (UEM PR/2013)   Sobre a luz visível e sua interação com os vegetais, assinale o que for correto.

01. Em relação ao fotoperíodo, é possível observar que as plantas de dia curto florescem quando a duração da noite é maior do que o fotoperíodo crítico dessas espécies.

02. A luz visível está compreendida no espectro eletromagnético, e seu comprimento de onda é tanto menor quanto maior é sua frequência.

04. Fitocromos são pigmentos proteicos das células vegetais que estimulam diversas atividades vegetais dependentes da luz.

08. Dentro do espectro do visível, ondas eletromagnéticas com frequências maiores correspondem à cor vermelha, enquanto ondas com frequências menores correspondem à cor violeta.

16. A clorofila absorve, de forma mais eficiente, luz visível com comprimentos de onda compreendidos entre 320 nm e 340 nm, que correspondem à cor verde.

Gab: 07

 

06 – (FUVEST SP/2013)   A tabela traz os comprimentos de onda no espectro de radiação eletromagnética, na faixa da luz visível, associados ao espectro de cores mais frequentemente percebidas pelos olhos humanos. O gráfico representa a intensidade de absorção de luz pelas clorofilas a e b, os tipos mais frequentes nos vegetais terrestres.

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Baseado em: Tratado de Botânica de Estrasburger, 36ª. ed., Artmed, 2012.

Responda às questões abaixo, com base nas informações fornecidas na tabela e no gráfico.

a) Em um experimento, dois vasos com plantas de crescimento rápido e da mesma espécie foram submetidos às seguintes condições:

vaso 1: exposição à luz solar;

vaso 2: exposição à luz verde.

A temperatura e a disponibilidade hídrica foram as mesmas para os dois vasos. Depois de algumas semanas, verificou-se que o crescimento das plantas diferiu entre os vasos. Qual a razão dessa diferença?

b) Por que as pessoas, com visão normal para cores, enxergam como verdes, as folhas da maioria das plantas?

Gab:

a) A diferença de crescimento entre os dois grupos ocorreu porque as plantas do vaso 1 foram submetidas à luz solar, com maior absorção de energia luminosa pelas clorofilas e, consequentemente, maior taxa de fotossíntese, isso promove maior crescimento das plantas. No vaso 2, as plantas foram submetidas à luz verde (entre 520 e 570 nm), com pequena absorção pelas clorofilas; isso determina baixa taxa de fotossíntese e menor crescimento.

b) A explicação reside no fato de a luz solar visível ser constituídas por sete comprimentos de onda; quando a luz solar incide numa folha ocorre absorção de uma parte do espectro visível e reflexão da faixa correspondente ao verde, propiciando ao ser humano essa informação para a cor das folhas.

 

07 – (UNIMONTES MG/2013)   Para manter sua funcionalidade normal, as plantas utilizam os alimentos por ela produzidos durante a fotossíntese, e a energia desses alimentos é liberada pela respiração. Considerando o exposto no enunciado e outros conhecimentos sobre o assunto, é CORRETO afirmar:

a) A intensidade luminosa na qual as taxas de fotossíntese e respiração se equivalem é chamada de ponto de saturação luminosa.

b) Na intensidade luminosa na qual as taxas de fotossíntese e respiração se equivalem, a planta não realiza trocas gasosas com o ambiente.

c) As heliófilas possuem um ponto de compensação fótica baixo e se desenvolvem bem em locais sombreados.

d) As umbrófilas têm o mesmo ponto de compensação fótica que as heliófilas; o que determina diretamente o seu desenvolvimento é o suprimento hídrico disponível.

Gab: B

 

08 – (UFSC/2013)   A fotossíntese é influenciada por diversos fatores ambientais, entre eles o da luminosidade, mostrada no gráfico abaixo.

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Com relação à luminosidade e aos fatores que influenciam a fotossíntese, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. A taxa relativa de fotossíntese é influenciada diretamente pela luminosidade, independentemente da temperatura ambiente.

02. Em todas as faixas de temperatura, a fotossíntese é realizada com a mesma intensidade.

04. A quantidade de gás carbônico presente no ar (entre 0,03% e 0,04%) é muito inferior à quantidade que as plantas têm capacidade para utilizar no processo da fotossíntese.

08. A disponibilidade de água não é um fator que influencie a fotossíntese.

16. Temperaturas ³ 40 ºC não prejudicam a fotossíntese nem outras reações metabólicas na célula, pois, nesta faixa de temperatura, as enzimas passam a funcionar com mais eficiência.

32. Todos os comprimentos de onda da luz têm a mesma eficiência no processo da fotossíntese.

64. A abertura e fechamento dos estômatos, importantes elementos na fotossíntese, ocorre por influência da luminosidade, da concentração de gás carbônico na atmosfera e pela disponibilidade de água.

Gab: 68

 

09 – (UEM PR/2012)   Os gráficos abaixo mostram a taxa relativa de fotossíntese levando em consideração as variações de temperatura e de intensidade luminosa. Com base nos gráficos e no conhecimento sobre fotossíntese, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).

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01. A taxa relativa de fotossíntese permanece inalterada até o ponto de saturação luminosa.

02. A maior taxa relativa fotossintética pode ser observada quando a temperatura estiver entre 30º C e 40° C e com intensidade luminosa maior do que 1.500 lux.

04. A taxa relativa de fotossíntese, em relação à temperatura, aumenta de forma linear, e isso pode ser representado por uma função do tipo f (x) = a x + b, com a e b números reais.

08. Quando a temperatura for 0º C, a taxa relativa de fotossíntese é zero.

16. Em condições ideais de temperatura e de intensidade luminosa, a concentração de gás carbônico atmosférico atua como fator limitante da fotossíntese.

Gab: 18

 

10 – (UFTM MG/2012)   O gráfico ilustra o espectro de absorção da luz pelas clorofilas a e b, em diferentes comprimentos de onda. Elas são duas das principais clorofilas presentes nos eucariontes fotossintetizantes.

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(www.austincc.edu)

Suponha que três plantas (I, II e III) da mesma espécie ficaram expostas diariamente aos comprimentos de onda 460 nm, 550 nm e 660 nm por um mês, respectivamente. É possível supor que

a) todas sucumbiram depois desse período, devido à falta de reservas orgânicas.

b) apenas a planta II conseguiu sintetizar matéria orgânica suficiente para crescer.

c) as plantas I e III conseguiram sintetizar matéria orgânica suficiente para crescerem.

d) todas permaneceram no seu ponto de compensação fótico durante esse período.

e) a planta II respirou e as outras realizaram somente a fotossíntese para crescer.

Gab: C

 

11 – (UERJ/2012)   Em uma experiência, mediram-se, em presença do ar atmosférico, o consumo e a produção de oxigênio de uma planta em função da luminosidade a que estava submetida.

A curva do gráfico abaixo indica os resultados da medição:

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Identifique os dois pontos da curva que representam condições para o crescimento dessa planta a partir do acúmulo de reservas energéticas. Justifique sua resposta.

Gab:

Pontos D e E

A planta só pode crescer e acumular reservas quando sua intensidade de fotossíntese, medida pela produção de O2, supera o gasto de suas reservas, indicado pelo consumo de O2.

 

12 – (FGV/2011)  Os vegetais e alguns micro-organismos captam energia proveniente do sol, convertendo-a numa forma disponível para os demais organismos de um ecossistema.

Este processo é resultado da captação de luz

a) visível e sua transformação em energia mecânica.

b) visível e sua transformação em energia química.

c) ultravioleta e sua transformação em energia mecânica.

d) infravermelha e sua transformação em energia mecânica.

e) infravermelha e sua transformação em energia térmica.

Gab: B

 

13 – (PUC RJ/2011)   A figura abaixo mostra um gráfico da taxa de fotossíntese de uma planta quando ela é exposta a diferentes comprimentos de onda.

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Fonte: http://www.vestibulandoweb.com.br/biologia/teoria/fatoreslimitantes-
fotossintese.asp. Acesso em 15 ago. 2010.

Segundo o gráfico, os fotossistemas dos vegetais

a) absorvem mais energia nos comprimentos de onda na faixa do azul e do vermelho.

b) absorvem mais energia no comprimento de onda na faixa do verde.

c) refletem energia principalmente nos comprimentos de onda na faixa do azul e do vermelho.

d) apresentam a mesma eficiência fotossintética para todo o espectro de luz visível.

e) desviam a luz verde para a síntese de moléculas orgânicas para a biomassa vegetal.

Gab: A

 

14 – (UFSCar SP/2009)   A figura seguinte representa uma resposta fisiológica para o florescimento de duas espécies vegetais, em função da relação existente entre a duração do dia (período iluminado) e da noite (período escuro).

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a) Qual é o nome da resposta fisiológica para as variações dos períodos de claro e escuro? Em condições naturais, em quais estações do ano as plantas de dia curto e as plantas de dia longo florescem?

b) Quais as condições representadas nas situações I e III, para que as duas espécies floresçam?

Gab:

a) Plantas de dia curto necessitam de noites longas e contínuas, portanto, devem florescer em períodos do outono e inverno. Plantas de dia longo necessitam de noites curtas, neste caso, devem florescer na primavera e verão.

b) Considerando a espécie A (dia curto), a noite não devera ser interrompida. Para a espécie B (dia longo), a noite devera ser interrompida.

Juliana Biologia Enem
Os textos e exemplos acima foram preparados pela professora Juliana Santos para o Blog do Enem. Juliana é formada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Santa Catarina. Dá aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007. Facebook: https://www.facebook.com/juliana.evelyndossantos.