Atividades sobre fotossíntese com gabarito ajudam a revisar como plantas, algas e algumas bactérias produzem matéria orgânica a partir de substâncias inorgânicas. Para resolvê-las bem, é necessário relacionar luz, clorofila, água, gás carbônico, cloroplastos e glicose, sem esquecer que o oxigênio liberado é um produto importante do processo.
A fotossíntese é um tema frequente em avaliações porque conecta citologia, botânica, ecologia e metabolismo energético. Antes de responder às questões, leia a explicação, observe a equação geral e identifique o que entra e o que sai em cada etapa. Em seguida, compare suas respostas com o gabarito comentado.
Conceito e equação da fotossíntese
A fotossíntese é um conjunto de reações químicas pelo qual organismos autotróficos convertem energia luminosa em energia química. Nas plantas e nas algas eucarióticas, esse processo ocorre principalmente nos cloroplastos. A energia fica armazenada nas ligações químicas de moléculas orgânicas, especialmente carboidratos.
De forma simplificada, a equação pode ser escrita assim: gás carbônico + água + energia luminosa produzem glicose + oxigênio. Em linguagem química, a representação mais usada é: 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. A clorofila e outros pigmentos participam da absorção da luz, mas não são reagentes consumidos pela equação.
Atenção: a glicose formada pode ser usada na respiração celular, armazenada como amido ou empregada na produção de outras substâncias, como celulose. Portanto, a planta não realiza apenas fotossíntese: ela também respira continuamente.
Embora a expressão “as plantas produzem seu alimento” seja útil em contexto escolar, ela precisa de precisão. A planta produz moléculas orgânicas a partir de carbono inorgânico, utilizando energia da luz. Ela também precisa absorver água e sais minerais, que são essenciais para seu funcionamento, mas não constituem uma fonte de energia.
Etapas e estruturas envolvidas
Nos vegetais, as reações fotossintéticas ocorrem no cloroplasto. Esse organelo possui membranas internas organizadas em tilacoides, que podem formar pilhas chamadas grana, e uma região fluida denominada estroma. Cada região está mais associada a um conjunto de reações.
| Etapa | Local principal | Ocorrências essenciais |
|---|---|---|
| Reações dependentes de luz | Membranas dos tilacoides | Absorção de luz, quebra da água, produção de ATP e NADPH, liberação de oxigênio. |
| Ciclo de Calvin | Estroma do cloroplasto | Fixação do gás carbônico e formação de compostos orgânicos com uso de ATP e NADPH. |
As reações dependentes de luz são chamadas, em muitos materiais, de fase clara. Nelas, a energia captada pelos pigmentos impulsiona transferências de elétrons. A água sofre fotólise, isto é, quebra pela ação da luz; como consequência, há liberação de oxigênio. Esse oxigênio é enviado ao ambiente ou pode ser usado pela própria planta na respiração.
O ciclo de Calvin é frequentemente chamado de fase escura, mas esse nome pode induzir a erro. Ele não exige luz diretamente, porém depende de ATP e NADPH produzidos nas reações luminosas. Assim, em condições naturais, costuma ocorrer enquanto há disponibilidade desses compostos e de gás carbônico.
- Luz: fornece a energia inicial para as reações nos tilacoides.
- Água: é absorvida principalmente pelas raízes e fornece elétrons e hidrogênios.
- Gás carbônico: entra em geral pelos estômatos das folhas e fornece carbono.
- Clorofila: pigmento que absorve determinadas faixas de luz.
Atividades objetivas
1. Assinale a alternativa que apresenta corretamente os reagentes principais da fotossíntese.
- Glicose e oxigênio.
- Gás carbônico, água e energia luminosa.
- Oxigênio, água e sais minerais.
- Glicose, água e gás carbônico.
2. Nas células vegetais, o organelo diretamente relacionado à fotossíntese é o:
- lisossomo.
- ribossomo.
- cloroplasto.
- complexo golgiense.
3. O oxigênio liberado durante a fotossíntese resulta principalmente:
- da quebra da molécula de água nas reações dependentes de luz.
- da entrada de gás carbônico no estômato.
- da transformação direta da glicose em amido.
- da absorção de sais minerais pelas raízes.
4. Uma planta foi mantida em ambiente iluminado, mas recebeu pouca água durante vários dias. A redução da taxa fotossintética ocorre porque a água:
- é o único pigmento fotossintético da folha.
- substitui a glicose produzida no cloroplasto.
- participa das reações luminosas e sua falta também pode favorecer o fechamento dos estômatos.
- impede que a planta realize respiração celular.
Atividades discursivas
5. Explique por que é incorreto afirmar que a fotossíntese ocorre exclusivamente nas folhas.
6. Compare a função das reações dependentes de luz e do ciclo de Calvin. Indique também os locais do cloroplasto associados a cada etapa.
7. Em uma experiência, duas plantas semelhantes foram colocadas sob a mesma intensidade de luz. Uma delas recebeu ar com concentração muito baixa de gás carbônico. Preveja o que acontece com a produção de açúcares dessa planta e justifique.
8. Durante o dia, uma planta realiza fotossíntese e respiração celular. Diferencie esses dois processos quanto ao uso ou à produção de glicose e oxigênio.
Gabarito comentado
1. Alternativa B. A fotossíntese utiliza água, gás carbônico e energia luminosa. Glicose e oxigênio são produtos na representação geral do processo. Os sais minerais são necessários ao metabolismo vegetal, mas não aparecem como reagentes nessa equação simplificada.
2. Alternativa C. O cloroplasto contém clorofila e estruturas internas onde ocorrem as reações fotossintéticas. Ribossomos participam da síntese de proteínas; lisossomos atuam na digestão intracelular; e o complexo golgiense modifica e distribui substâncias.
3. Alternativa A. O oxigênio liberado tem origem predominante na água, que é quebrada nas reações dependentes de luz. Essa informação evita um erro comum: supor que o oxigênio atmosférico liberado venha diretamente do gás carbônico.
4. Alternativa C. A água é indispensável às reações luminosas. Além disso, sob escassez hídrica, os estômatos podem se fechar para reduzir a perda de água, dificultando a entrada de gás carbônico e diminuindo a fotossíntese.
5. A maior parte da fotossíntese vegetal ocorre nas folhas, por sua grande área de exposição à luz e presença de cloroplastos. Contudo, caules verdes e outras partes que possuam clorofila e recebam luz também podem realizar o processo.
6. As reações dependentes de luz ocorrem nas membranas dos tilacoides, captam energia luminosa, promovem a quebra da água e formam ATP e NADPH. O ciclo de Calvin ocorre no estroma e usa essas moléculas para fixar gás carbônico e formar compostos orgânicos.
7. A produção de açúcares tende a diminuir, pois o gás carbônico é a fonte de carbono usada no ciclo de Calvin. Mesmo que a planta receba luz, a baixa disponibilidade de CO₂ limita a formação de moléculas orgânicas.
8. Na fotossíntese, a planta produz compostos orgânicos, como a glicose, e libera oxigênio na formulação geral. Na respiração celular, moléculas orgânicas são degradadas para disponibilizar energia às células, com consumo de oxigênio em condições aeróbias e formação de gás carbônico e água.
Revisão final
Para revisar, associe cada elemento à sua função: a luz fornece energia; a clorofila absorve parte dessa energia; a água participa das reações luminosas; o gás carbônico fornece carbono; e o cloroplasto é o principal local do processo em plantas e algas. Lembre-se ainda de que o oxigênio liberado está ligado à quebra da água.
Em questões de interpretação, observe qual fator está variando: intensidade luminosa, concentração de gás carbônico, disponibilidade de água ou temperatura. Cada um pode limitar a fotossíntese em determinada situação. Por fim, não confunda fotossíntese com respiração celular: os dois processos ocorrem nos vegetais, mas têm funções metabólicas diferentes.
