Fotossíntese – Veja a ‘Fase Clara’ do processo no Cloroplasto

Veja como a Fotossíntese está na cadeia essencial da vida no Planeta Terra. É o processo que transforma a Energia da Luz em Energia Química. Aula gratuita.

A fotossíntese é um processo essencial para a vida na Terra. A partir dela o oxigênio retorna à atmosfera na forma gasosa e há a produção de matéria orgânica a partir de energia luminosa. Neste post veja a Fase Clara da Fotossíntese. Para ver uma apresentação à transformação da energia luminosa (luz) em Energia Química, veja aqui uma revisão especial: Introdução à Fotossíntese

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Para que o Processo da Fotossíntese ocorra são necessárias duas fases dentro do cloroplasto das células eucariontes fotossintéticas: a fase clara (imagem) e a fase escura. Neste post vamos tratar da fase clara da fotossíntese.Você sabe como a fase clara da fotossíntese acontece?

Não? Então saiba tudo sobre a fase clara da fotossíntese com este super post e arrase nas questões de biologia do Enem e dos vestibulares! Importante: Dica 1: Antes de continuar sua revisão, estude os conceitos básicos da fotossíntese com uma divertidíssima videoaula da Khan Academy e resumo preparado pela professora Juliana Evelyn clicando aqui!

A fase clara da fotossíntese ocorre dentro dos tilacoides do cloroplastos.

Veja na imagem a seguir um esquema de um cloroplasto e localize os tilacoides:

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Figura 2: Cloroplasto. No tilacoides ocorre a fase clara da fotossíntese e a fase escura ocorre no estroma. Créditos da imagem: Encyclopaedia Britannica, Inc

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Figura 3: Fotomicrografia de dois cloroplastos feita com microscópio eletrônico de transmissão e colorida artificialmente. Em amarelo podemos ver vários “risquinhos” empilhados – são as bolsas membranosas que contêm clorofila, as quais chamamos de tilacoides. Créditos da imagem: DR KARI LOUNATMAA / SCIENCE PHOTO LIBRARY

Dentro dos tilacoides está o pigmento fundamental para que a fotossíntese ocorra: a clorofila. A clorofila está associada à proteínas e outros pigmentos. Esses pigmentos absorvem outras faixas de comprimentos de onda que a clorofila não consegue absorver, melhorando o aproveitamento da energia luminosa. Esse conjunto de pigmentos e proteínas é chamado de fotossistema e é encarregado de absorver a energia luminosa e transformá-la em energia química que será utilizada para fazer a ligação entre átomos.

Quando recebem energia luminosa, os elétrons presentes nas últimas camadas dos átomos que compõem o fotossistema irão ficar muito agitados e se desprenderão deles. Assim, a molécula de clorofila perde elétrons que poderão seguir por dois caminhos:

a) Transporte cíclico: Nesta parte da fotossíntese, os elétrons que se desprenderam da molécula de clorofila irão passar por vários transportadores, liberando energia. A energia liberada é utilizada na produção de ATP. Quando voltam a ter a quantidade de energia original, estes elétrons voltam para a clorofila da qual saíram. Esta síntese de ATP é chamada de fotofosforilação, pois a energia da luz é utilizada para adicionar um fosfato (fosforilação) à molécula de ADP (adenosina difosfato), formando ATP (adenosina trifosfato).

b) Transporte acíclico e fotólise da água: Neste ciclo, ocorre a participação de dois fotossistemas (complexo de pigmentos e proteínas) e de moléculas de água. Incialmente, a molécula de água é quebrada por fotólise (quebra através da luz). Isto libera prótons de hidrogênio (H+), oxigênio (que irá formar oxigênio gasoso e será liberado para a atmosfera) e elétrons.

Os íons H+ e os elétrons liberados serão utilizados ao longo do transporte acíclico. Veja o resumo da fotólise da água na equação química a seguir:

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Como disse acima, no transporte acíclico temos dois fotossistemas atuando: o fotossistema I e o fotossistema II. O fotossistema II captura a energia luminosa, fazendo com que perca elétrons (que ficam muito energizados e saem das últimas camadas eletrônicas de seus átomos). Estes elétrons serão transportados por vários compostos até serem capturados pelo fotossistema I.

Ao longo desse transporte, os elétrons vão perdendo energia e essa energia é utilizada para transportar íons H+ para dentro dos tilacoides. Ao passarem pela membrana dos tilacoides através de um complexo transmembrana chamado de ATPsintase, ocorrerá a produção de ATP (fotofosforilação).

Já os elétrons recebidos pelo fotossistema I serão capturados por moléculas transportadoras de elétrons: as NADPs. Ganhando elétrons, elas reagem com íons H+ (provenientes da quebra da água), formando NADPH. Como você pôde perceber, neste caso, os elétrons não retornam para a clorofila de origem como no transporte cíclico. Assim, para reiniciar o ciclo, o fotossistema II recebe elétrons provenientes da quebra da água.

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Figura 4: Esquema representando  transporte acíclico da fase clara da fotossíntese.

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Exercícios

Agora que você já sabe tudo sobre a fase clara da fotossíntese, que tal testar seus conhecimentos?

01 – (UEL PR/2014)  Leia o texto a seguir.

O químico estadunidense Daniel Nocera anunciou o desenvolvimento de um dispositivo conhecido como “folha artificial”, capaz de produzir energia elétrica a partir de luz solar e água sem gerar poluentes. A “folha artificial” utiliza a luz solar para quebrar moléculas de água (H2O), de forma semelhante ao que ocorre nas plantas durante o processo de fotossíntese. Entretanto, na “folha artificial”, os átomos de hidrogênio e de oxigênio são armazenados em uma célula combustível que poderá produzir energia elétrica imediatamente ou ser utilizada mais tarde. Nunca uma fonte de energia limpa esteve tão associada ao termo “verde”.

(Adaptado de: Ciência Hoje. abr. 2011. Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/
noticias/2011/04/fotossintese-sintetica>. Acesso em: 18 maio 2013.)

a) No processo realizado pela “folha artificial”, são formados átomos de hidrogênio e de oxigênio.

Cite os produtos formados ao final da fase fotoquímica (fase clara) da fotossíntese vegetal.

b) O principal objetivo do desenvolvimento da “folha artificial” é a produção de energia elétrica.

Qual a principal utilização da energia armazenada ao final da fase fotoquímica, no caso da fotossíntese vegetal?

Gab:

a) Ao final da fase fotoquímica da fotossíntese vegetal, têm-se como produtos NADPH, ATP e gás oxigênio (O2).

b) A energia armazenada ao final da fase fotoquímica na forma de ATP e NADPH é utilizada principalmente para a síntese de carboidratos a partir de CO2 durante a etapa química da fotossíntese.

 

02 – (Unifacs BA/2013)  Sobre o processo bioquímico ao qual o texto, em seu último parágrafo, faz alusão, é correto afirmar:

01. Realiza uma fase fotoquímica em que a energia luminosa é convertida em energia química do ATP e NADPH2, essenciais à fixação do carbono.

02. Absorve dióxido de carbono, que, sob a ação da luz solar, é degradado, liberando O2 para a atmosfera.

03. Armazena, sob a forma de polissacarídeos complexos, átomos de carbono que, dessa forma, ficam indisponíveis para o ciclo do carbono na natureza.

04. Decompõe a biomassa, liberando parte do CO2 que penetra no solo e, assim, diminui a concentração atmosférica desse gás.

05. Contribui para a elevação da temperatura nas florestas, porque aumenta os estoques de carbono.

Gab: 01

 

03 – (UEM PR/2013)   Analise as duas reações abaixo, que ocorrem no processo de fotossíntese, e assinale o que for correto.

I. 2H2O   O2 + 4H+ + 4e

II. 6CO2 + 6H2O   C6H12O6 + 6O2

01. A reação I descreve a fotólise da água, que é uma das etapas fotoquímicas da fotossíntese.

02. Os elétrons liberados na reação I são capturados pela molécula de clorofila para recuperar os elétrons que são perdidos quando essa absorve a energia luminosa.

04. A reação I é uma reação de decomposição.

08. O processo de fotossíntese pode ser realizado pelas plantas, mas não por algas e por bactérias.

16. O produto da reação II (C6H12O6) é encontrado na natureza como um composto de cadeia aberta, normal e homogênea.

Gab: 07

 

04 – (UFU MG/2013)   A fotossíntese das plantas pode ser dividida em quatro etapas: absorção de luz, transporte de elétrons, produção de ATP e fixação de carbono.

Sobre essas etapas da fotossíntese, marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção.

1. A fotossíntese tem início com a absorção de energia luminosa por moléculas de clorofila presentes na membrana tilacoide do cloroplasto.

2. Os elétrons da clorofila, ao serem excitados pela luz, saem da clorofila e são capturados por uma substância aceptora de elétrons (aceptor Q), que os transfere para outro aceptor e assim por diante, estabelecendo-se uma cadeia transportadora de elétrons.

3. A energia que os elétrons liberam, ao passarem pelas cadeias transportadoras, bombeia íons H+ do estroma do cloroplasto para o lúmen do tilacoide, produzindo ATP.

4. O NADPH e o ATP produzidos nas etapas iniciais da fotossíntese fornecem, respectivamente, energia e hidrogênios, para a produção de glicídios a partir do gás carbônico, exclusivamente na presença de luz solar.

Gab: VVVF

 

05 – (UNIFICADO RJ/2013)   A superfamília dos afídeos, que inclui os pulgões, apresenta características no mínimo desconcertantes. Além da suspeição de captar DNA de outros seres, os pulgões são capazes de realizar partenogênese. Agora, essa insólita superfamília figura também na galeria dos seres autotróficos. Em outras palavras, são capazes de realizar a elaboração de nutrientes, de maneira muito similar à das plantas.

Disponível em: <http://hypescience.com/e-descoberta-
-superfamilia-de-insetos-que-realiza-fotossintese/>.
Acesso em: 3 out. 2012. Adaptado.

Sabendo-se que os pulgões são seres autotróficos, isso significa que, diferentes de seres heterotróficos, são capazes de realizar um processo bioquímico a mais. Tal processo bioquímico nas plantas, ocorre numa determinada subestrutura de uma organela.

Esse processo bioquímico e a sublocalização na organela são, respectivamente, a

a) respiração e as cristas dos cloroplastos

b) respiração e o estroma dos cloroplastos

c) fotossíntese e o estroma das mitocôndrias

d) fotossíntese e os tilacoides dos cloroplastos

e) fotossíntese e a membrana externa das mitocôndrias

Gab: D

 

06 – (PUC MG/2013)   O desenvolvimento de uma planta depende do processo fotossintético, associado a outros metabolismos existentes no vegetal.

Sobre a fotossíntese na planta representada, é INCORRETO afirmar que:

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a) as fotofosforilações cíclica e acíclica ocorrem na fotólise da água, nos grana.

b) normalmente é na folha que há produção de substratos que serão usados no ciclo das pentoses.

c) frutos presentes na planta são constituídos de produtos diretos ou indiretos da fotossíntese.

d) as folhas recebem ou liberam substâncias que participam tanto da fase clara como da fase escura da fotossíntese.

Gab: C

 

07 – (UEMG/2013)   Considere a imagem a seguir:

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(www.biomania.com.br. Acesso:1O/8/2012. Adaptado.)

Conforme mostrado no esquema, a assimilação de energia pelos organismos autótrofos está ligada ao processo

a) fermentativo.

b) fotossintético.

c) oxidativo.

d) respiratório.

Gab: B

08 – (UEL PR/2013)   Leia o texto a seguir.

Elysia chlorotica (um tipo de lesma-do-mar) é um molusco híbrido de animal e vegetal, considerado o primeiro animal autotrófico. Cientistas identificaram que o Elysia incorporou o gene das algas Vaucheria litorea – o psbO – das quais ele se alimentava, por isso desenvolveu a capacidade de fazer fotossíntese por aproximadamente nove meses. Os últimos estudos revelam que o molusco marinho também desenvolveu capacidades químicas, permitindo-lhe sintetizar clorofila, produzindo, assim, seu alimento. Essa capacidade é a mais nova proeza do Elysia, cujas habilidades evolutivas têm chamado a atenção da comunidade científica.

(Adaptado de: Super Interessante. mar.2010. Disponível em:

<http://super.abril.com.br/mundo-animal/criatura-fusao-animal-vegetal-
543145.shtml>. Acesso em: 20 jun. 2012.)

a) Explique a função da clorofila na fotossíntese.

b) Pelo fato de realizar fotossíntese, qual seria uma possível vantagem adaptativa do Elysia chlorotica em relação a outros moluscos que são heterotróficos?

Gab:

Conteúdo: Biologia Celular e Genética e Evolução.

a) A função da clorofila é absorver a energia luminosa transferindo-a para a reação da fotossíntese. A fotossíntese é um processo celular que consiste na produção de moléculas orgânicas (principalmente glicose), a partir de substâncias inorgânicas simples, em geral, água e gás carbônico, por meio da clorofila e da presença de energia luminosa.

b) Uma possível vantagem adaptativa da Elysia chlorotica seria viver em ambientes com luz, mas com pouca disponibilidade de alimento, pois ela pode produzir seu próprio alimento.

 

09 – (UDESC SC/2012)   Analise as proposições abaixo, em relação às plantas:

I. São seres autótrofos e produzem seus alimentos.

II. As plantas fazem fotossíntese através dos leucoplastos, como os amiloplastos que armazenam amido.

III.   A clorofila é responsável pela absorção de energia luminosa indispensável à fotossíntese.

IV. Na fotossíntese ocorre a transformação do gás carbônico e da água em açúcar.

V. A fotossíntese consome oxigênio e produz gás carbônico.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras.

b) Somente as afirmativas II e V são verdadeiras.

c) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.

d) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras.

e) Somente as afirmativas I, III e V são verdadeiras.

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.