O que é fotossíntese e como cai no Enem?

planta representando o processo de fotossíntese

Se você não sabe o que é fotossíntese, chegou a hora de aprender. Afinal, ao estudar Biologia, esse é um dos temas mais importantes, tanto no Enem como nos vestibulares das faculdades públicas e particulares. Em linhas gerais, trata-se da produção de energia por meio da luz solar e da fixação do carbono.

Realizado por seres clorofilados como plantas, algas e bactérias fotossintetizantes, o processo é essencial para a manutenção da vida na Terra. Sem ele, não teríamos oxigênio para respirar.

Neste post, vamos trazer as principais informações sobre a fotossíntese, que podem cair no Enem e no vestibular. Bons estudos!

O que é fotossíntese?

Contar com um bom plano de estudos para o Enem é ter conhecimento sobre o conteúdo de todas as provas. Um deles é a fotossíntese, um processo extremamente importante para todas as formas de vida na Terra, pois sustenta a base da cadeia alimentar.

Podemos dizer que a fotossíntese consiste na transformação de luz solar em energia química. Um dos resultados finais desse processo é o oxigênio que respiramos. Ela ocorre no interior de uma célula vegetal, tendo a água (H2O) e o dióxido de carbono (CO2) como seus principais ativos para produzir glicose (C6H12O6).

Funciona assim! As moléculas de clorofila de organismos autótrofos (produtores) — plantas, algas e cianobactérias (bactérias fotossintetizantes) absorvem água e sais minerais do solo, além de canalizar a luz solar. A molécula de H2O é quebrada para liberar hidrogênio (H) que, ao se unir ao CO2 forma a glicose. A equação pode ser representada da seguinte forma:

6 CO2 + 12 H20 –> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

No caso de algas e vegetais, o processo ocorre nos cloroplastos. São estruturas que funcionam como pequenos órgãos dentro das plantas — as organelas. É também onde se encontra a clorofila, pigmento que dá aquela cor verde característica, além de ser responsável por absorver a energia durante a fotossíntese.

Já nas cianobactérias, por serem unicelulares, o processo é um pouco diferente. A fotossíntese é realizada em lamelas membranosas, que podem ser encontradas no citosol bacteriano. Seja como for, a luz solar absorvida cumpre duas funções básicas:

  • impulsiona a transferência de elétrons para liberar os prótons;
  • gera prótons para a síntese da ATP (Adenosina Trifosfato), que é a principal forma de energia química.

Quais são as reações do processo?

Agora que você já sabe o que é fotossíntese, vamos falar sobre as duas principais reações nos cloroplastos. Lembrando que os cloroplastos são organelas que armazenam os pigmentos fotossintetizantes. Além de clorofilas (sendo a principal a clorofila a), podemos encontrar ainda carotenoides e ficobilinas.

Que etapas compõem a fotossíntese?

Falamos em duas etapas, certo? Uma delas é a fase luminosa ou fotoquímica, enquanto a outra trata da fase de fixação de carbono (ou Ciclo de Calvin). Em alguns lugares, também podemos encontrar esses dois momentos pelos nomes de reação clara ou fotodependente e reação escura ou fotoindependente.

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Reação luminosa ou fotoquímica

Nesta etapa, há dois fotossistemas. Cada um é formado por cerca de 400 pigmentos e pelos componentes complexo antena e centro de reação. No fotossistema I, o complexo antena, constituído por moléculas de pigmento, absorve energia luminosa. Ela é transferida de uma molécula para outra até chegar ao centro de reação.

O centro de reação, por sua vez, é composto por proteínas e um par de clorofila a, onde a luz é convertida em energia química. Aqui um dos elétrons é transferido para o receptor de elétrons, que recebe o nome de ferredoxina.

Essa proteína transfere os elétrons para NADP+ e os reduz a NADPH, que será utilizado nas reações de fixação de carbono a fim de fornecer energia. Durante a transferência, já no fotossistema II, os elétrons são substituídos por outros a partir da quebra de moléculas de água.

A fotólise da água dá origem a dois elétrons, dois íons de hidrogênio e um átomo de oxigênio. Ao unir dois átomos de oxigênio, o O2 é liberado. O processo também libera prótons, que são bombardeados até os tilacoides para estimular a síntese de ATP.

Reação de fixação de carbono

Essa fase da fotossíntese acontece no estroma do cloroplasto a partir das moléculas de ATP e NADPH, produzidas na fase luminosa. Por meio da redução do carbono fixado, elas contribuem para a produção de açúcares. A reação pode ser dividida em três etapas, que juntas recebem o nome de Ciclo de Calvin:

  • 1ª etapa: fixação do carbono a um açúcar conhecido como ribulose 1,5-bifosfato (RuBP);
  • 2ª etapa: redução do 3-fosfoglicerato, um dos componentes do açúcar, a gliceraldeído 3-fosfato ou 3-fosfogliceraldeído (PGAL);
  • 3ª etapa: regeneração de ribulose 1,5-bifosfato a partir de cinco das seis novas moléculas formadas na etapa anterior.

De forma resumida, essa reação compreende a formação de açúcares a partir das moléculas criadas durante a fase clara da fotossíntese. Por não envolver a presença de luz, ela também recebe o nome de fase escura ou etapa química.

Como o tema pode cair no Enem e no vestibular?

A fotossíntese no Enem é um dos subtemas de uma das quatro áreas de conhecimento da prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias. Afinal, o processo é de suma importância para a vida na Terra. Vamos ver um exemplo de questão na prática!

(Enem 2009) A fotossíntese é importante para a vida na Terra. Nos cloroplastos dos organismos fotossintetizantes, a energia solar é convertida em energia química que, juntamente à água e ao gás carbônico (CO2), é utilizada para a síntese de compostos orgânicos (carboidratos). A fotossíntese é o único processo de importância biológica capaz de realizar essa conversão. Todos os organismos, incluindo os produtores, aproveitam a energia armazenada nos carboidratos para impulsionar os processos celulares, liberando CO2 para a atmosfera e água para a célula por meio da respiração celular. Além disso, grande fração dos recursos energéticos do planeta, produzidos tanto no presente (biomassa) como em tempos remotos (combustível fóssil), é resultante da atividade fotossintética. As informações sobre obtenção e transformação dos recursos naturais por meio dos processos vitais de fotossíntese e respiração, descritas no texto, permitem concluir que:

a) o CO2 e a água são moléculas de alto teor energético.

b) os carboidratos convertem energia solar em energia química.

c) a vida na Terra depende, em última análise, da energia proveniente do Sol.

d) o processo respiratório é responsável pela retirada de carbono da atmosfera.

e) a produção de biomassa e de combustível fóssil, por si, é responsável pelo aumento de CO2 atmosférico.

O enunciado dessa questão ilustra bem a importância do processo para todos os seres vivos, por isso separamos como exemplo. A resposta, por sua vez, não poderia ser outra senão a letra “c”, em negrito, que fala da energia proveniente do sol, base da produção de oxigênio pelas plantas.

A fotossíntese no vestibular também é um tema recorrente, dada a relevância do processo. Pode ser abordada tanto de forma direta, como a questão que você verá a seguir, ou por meio de perguntas com interpretação de texto, gráficos e imagens.

(UFRGS 2015) Sobre a fotossíntese, é correto afirmar que:

a) as reações dependentes de luz convertem energia luminosa em energia química.

b) o hidrogênio resultante da quebra da água é eliminado da célula durante a fotólise.

c) as reações dependentes de luz ocorrem no estroma do cloroplasto.

d) o oxigênio produzido na fotossíntese é resultante das reações independentes da luz.

e) os seres autótrofos utilizam o CO2 durante as reações dependentes de luz.

Portanto, saber o que é fotossíntese, entender suas etapas e acompanhar exercícios do Enem ou de vestibulares é essencial para fixar o tema. Use a Trilha do Enem para complementar o seu plano de estudos, faça resumos e anotações dos pontos mais importantes e acompanhe o conteúdo aqui do blog para ficar por dentro dos principais temas. Quanto mais você estudar, mais conhecimento absorverá.

Quer continuar estudando para a prova de Biologia? Então, confira qual é a diferença entre mitose e meiose!

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