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EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
 
 
Fisi
ologia Vege
tal na A
gronomia
 
 
Prof
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ª
 
Dr.ª Mª Angélica O.
 
M
a
rinho
 
 
TEMA: 
Fotossíntese
 
 
 
Objetivos 
Auxiliar nos estudos. 
Questões 
1. Qual é o papel da luz na fotossíntese? 
Na fotossíntese, o espectro de ação da luz solar corresponde ao espectro de absorção da clorofila. A intensa cor verde da clorofila se deve a suas fortes absorções das regiões do azul (430 nm) e do vermelho (690 nm) do espectro eletromagnético, e por causa dessas absorções a luz que ela reflete e transmite parece verde. Ela é capaz de canalizar a energia da luz solar em energia química através do processo de fotossíntese. Neste processo a energia absorvida pela clorofila transforma dióxido de carbono e água em carboidratos e oxigênio.
2. Quais são as propriedades da luz que sugerem que ela se comporta como uma onda e como uma partícula? 
Geométrica: A luz pode ser representada por retas, comumente chamadas de raios de luz. Um conjunto de raios de luz, por sua vez, é chamado de feixe. Para a óptica geométrica, a luz propaga-se somente em linha reta. A interpretação geométrica da luz é capaz de explicar o funcionamento de lentes e espelhos. Para saber mais sobre óptica geométrica, clique aqui.
Ondulatória: A luz é capaz de propagar-se no espaço, transportando energia consigo. A frequência da luz, nesse caso, diz respeito ao número de oscilações realizadas pelos campos elétrico e magnético, a cada segundo. De acordo com a natureza ondulatória, a luz propaga-se em uma direção perpendicular ao campo eletromagnético que a origina. A descrição eletromagnética da luz também explica o surgimento dos fenômenos de interferência, difração, refração e polarização, por exemplo. Corpuscular: A luz é formada por um grande número de partículas dotadas de movimento linear, porém sem massa, chamadas de fótons. Esse tipo de interpretação também é capaz de explicar os fenômenos citados anteriormente, bem como alguns fenômenos quânticos, como o efeito fotoelétrico.
3. Quais são os principais pigmentos envolvidos na fotossíntese? 
Clorofilas, carotenoides e cianinas. (Pigmentos acessórios). 
4. Por que as folhas são verdes? 
Porque absorvem todas as cores e refletem apenas a cor verde. 
5. Liste os principais produtos da reação luminosa da fotossíntese. 
ATP e NADPH²
6. Liste os principais produtos das reações de fixação do carbono da fotossíntese. 
As moléculas de NADPH e ATP, produzidas na fase luminosa para a produção de açúcares a partir da redução do carbono fixado, serão utilizadas nessa fase.
A primeira etapa consiste na fixação do carbono a um açúcar constituído por cinco carbonos com dois grupos fosfato, conhecido como ribulose 1,5-bifosfato, formando, geralmente, duas moléculas de 3-fosfoglicerato ou ácido 3-fosfoglicérico (PGA).
Na segunda etapa, ocorre a redução do 3-fosfoglicerato a gliceraldeído 3-fosfato ou 3- fosfogliceraldeído (PGAL). Na terceira etapa, cinco das seis moléculas de gliceraldeído 3-fosfato formadas na segunda são usadas para regenerar três moléculas de ribulose 1,5-bifosfato.
7. Quais as duas principais etapas da fotossíntese? 
Fase clara e fase escura (fixação de carbono.) = fotofosforilação ou fase fotoquímica e fase enzimática
8. Onde cada fase da fotossíntese ocorre?
Fase clara ou fase de fotofosforilação ocorre nos tilacoides, e Fase escura ou fase enzimática (fixação de carbono) ocorre nos estromas.
9. A clorofila é um pigmento que absorve quais cores do espectro de ondas? 
A clorofila é um pigmento que absorve mais os espectros azuis e vermelhos.
10. Porque os estômatos são importantes para a fotossíntese? 
A principal função de um estômato é controlar a entrada e saída de gases, sendo assim, podemos concluir que estão diretamente relacionados com a realização do processo de fotossíntese.
11. O que é o complexo antena? 
Complexos proteicos de membrana que ligam centenas de moléculas de clorofila e pigmentos acessórios (carotenoides), orientando-as pela membrana do tilacoide. Responsável pela transferência de energia ressonante de um pigmento a outro até chegar no centro de reação. 
12. Que fase da fotossíntese ocorre nas membranas da tilacoide? 
Fase clara ou fase de fotofosforilação.
13. Que fase da fotossíntese ocorre nos estromas? 
Fase escura ou fase enzimática (fixação de carbono).
14. Qual a função do cloroplasto? 
No cloroplasto, a energia luminosa é colhida pelos fotossistemas e é usada para permitir a transferência de elétrons por uma série de compostos que agem como doadores de elétron e receptores de elétron. A maioria de elétrons ao final do processo, reduz NADP+ em NADPH. A energia luminosa também é usada para gerar uma força motiva de próton através da membrana do tilacóide, usada para sintetizar ATP.
15. Qual a função da clorofila? 
Absorver a energia luminosa e transforma-la em energia química, 
16. Onde se localiza a clorofila? 
A clorofila está localizada no cloroplasto, necessariamente no complexo antena. 
17. Quais são os principais eventos associados a cada um dos dois fotossistemas nas reações luminosas e qual é a diferença entre os pigmentos da antena e os pigmentos dos centros de reação? 
Fotossistema I e fotossistema II. No primeiro, os pigmentos absorvem comprimentos de ondas de 700 nm ou maiores; já no segundo, absorvem comprimentos de ondas 680 nm ou menores. Os componentes dos dois fotossistemas são o complexo antena e o centro de reação.
No fotossistema II, moléculas de pigmento do complexo antena absorvem a energia luminosa, e os elétrons energizados são transferidos de uma molécula a outra, até atingir o centro de reação. Nesse local, uma das moléculas de clorofila-a do par ali presente absorve a energia, e um de seus elétrons é transferido para um receptor de elétrons. Esses elétrons são substituídos por outros provenientes da fotólise da água.
A fotólise da água ocorre no fotossistema II, mediante ação de uma enzima, e apresenta como produto final do processo: dois elétrons, dois íons hidrogênio e um átomo de oxigênio. Os H+ são lançados no interior do espaço do tilacoide, do qual serão removidos em reações posteriores.  O complexo antena é formado por moléculas de pigmento que captam a energia da luz e a transfere até chegar ao centro de reação. Pigmentos do centro de reação transferem elétrons excitados para a cadeia de transporte de elétrons e como o fluxo de elétrons leva à síntese de ATP e NADPH. Estas moléculas armazenam energia para uso no próximo estágio da fotossíntese: o ciclo de Calvin.
18. Quais os seres que fazem fotossíntese? 
Os seres que possuem cloroplastos. Plantas, algas e cianobactérias. 
19. De que se trata o ponto de compensação entre a intensidade da luz e a quantidade de CO2 consumida na fotossíntese? 
Ponto de Compensação Luminosa ou Fótica: É uma unidade fisiológica importante para os vegetais, uma vez que representa a intensidade luminosa em que a velocidade da fotossíntese é igual à da respiração. No ponto de compensação fótica, o que é produzido na fotossíntese será consumido na respiração.
20. Explique a frase: “Sem luz não há fotossíntese”. 
A fotossíntese é dependente da absorção de fótons, se não a houver, não há produção de glicose, e a planta morreria. 
21. Descreva as principais diferenças entre as vias C3, C4 e CAM de fixação do carbono. Que características elas têm em comum? 
As plantas C3 recebem este nome por conta do ácido 3-fosfoglicérico formado após a fixação das moléculas de CO2. As taxas de fotossíntese das plantas C3 são elevadas à todo o momento, tendo em vista que a planta atinge as taxas máximas de fotossíntese (TMF) em intensidades de radiação solar relativamente baixas. As plantas C4 possuem grande afinidade com o CO2. Elas recebem este nome devido ao fato do ácido oxalacético possuir 4 moléculas de carbono, formado após o processo de fixação de carbono. Devido à alta afinidade com o CO2, as plantas C4 apresentam uma grande vantagem em relação às plantas C3: elas podem sobreviver em ambientes áridos. Isto se dá porque as plantas C4 só atingem as taxas máximas de fotossíntesesob elevadas intensidades de radiação solar, fazendo com que fixem mais CO2 por unidade de água perdida. Ou seja, elas são mais econômicas quanto ao uso da água, elas perdem menos água que as C3 durante a fixação e a fotossíntese. As plantas CAM são ainda mais econômicas quanto ao uso da água do que as plantas C4! Elas ocorrem em áreas desérticas ou intensivamente secas. A abertura dos estômatos (estruturas que controlam a entrada e saída de gases nas plantas) durante a noite, evitam a grande perda de água, ao mesmo tempo em que o CO2 é fixado, por meio do ácido málico. Durante o dia, os estômatos se fecham (não há grande perda de água) e o CO2 fixado é então utilizado na realização da fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar. São também “plantas de sol”, assim como as C4.
22. O que é quimiossíntese? 
A quimiossíntese é um processo pelo qual organismos produzem energia por meio da oxidação de compostos inorgânicos – como sulfeto de hidrogênio, amônia, sais de ferro, entre outros –, que são utilizados na síntese de compostos orgânicos a partir de gás carbônico (CO2) e água (H2O).
23. Do que trata a fotorrespiração? 
A fotorrespiração diz respeito ao processo em que há absorção de luz associada à liberação de CO2. O termo fotorrespiração significa ainda, que os tecidos fotossintéticos liberam CO2 com maior intensidade na luz do que no escuro, considerando que o processo de respiração (glicólise, ciclo de Krebs e transporte de elétrons) ocorre tanto no período iluminado como no escuro. 
 
24. Como a fotorrespiração pode prejudicar a planta? 
A fotorrespiração, que consome ATP e O2 e gera CO2, é um processo dispendioso para a planta.
25. Faça um esquema representando a fotossíntese nos cloroplastos e a respiração fora e dentro das mitocôndrias, mostrando onde ocorre cada etapa. 
 
QUESTÕES DE APROFUNDAMENTO 
26. De que maneiras as plantas C4 têm vantagens sobre as plantas C3? 
As plantas C4 possuem grande afinidade com o CO2. Elas recebem este nome devido ao fato do ácido oxalacético possuir 4 moléculas de carbono, formado após o processo de fixação de carbono. Devido à alta afinidade com o CO2, as plantas C4 apresentam uma grande vantagem em relação às plantas C3: elas podem sobreviver em ambientes áridos. Isto se dá porque as plantas C4 só atingem as taxas máximas de fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar, fazendo com que fixem mais CO2 por unidade de água perdida. Ou seja, elas são mais econômicas quanto ao uso da água, elas perdem menos água que as C3 durante a fixação e a fotossíntese. As plantas C4 são também conhecidas como “plantas de sol” por ocorrerem em áreas muitas vezes sem sombra alguma. Elas também ocorrem em áreas áridas com menores quantidades de água disponível nos solos. As taxas de fotossíntese das plantas C3 são elevadas à todo o momento, tendo em vista que a planta atinge as taxas máximas de fotossíntese (TMF) em intensidades de radiação solar relativamente baixas. É por isso que são consideradas espécies esbanjadoras de água. Ainda assim, este grupo vegetal é altamente produtivo, contribuindo significativamente para o equilíbrio da biodiversidade terrestre.
27. Enquanto a via C4 e o ciclo de Calvin (via C3) são espacialmente separados nas plantas C4, nas plantas CAM essas vias são temporalmente separadas. Explique. 
A abertura dos estômatos (estruturas que controlam a entrada e saída de gases nas plantas) durante a noite, evitam a grande perda de água, ao mesmo tempo em que o CO2 é fixado, por meio do ácido málico. Durante o dia, os estômatos se fecham (não há grande perda de água) e o CO2 fixado é então utilizado na realização da fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar. São também “plantas de sol”, assim como as C4.
28. Diz-se que as plantas CAM têm sabor adocicado durante o dia e azedo durante a noite. Explique por quê. 
Quando chega o dia, os estômatos fecham-se e o ácido málico é retirado do vacúolo, transportado ao cloroplasto da célula e descarboxilado, produzindo, assim, piruvato e CO2. O CO2 fixado é então transferido para ribulose 1,5-bifosfato (RuBP) do ciclo de Calvin. O piruvato produzido pode ser convertido em açúcar e amido. Podemos concluir, portanto, que nas plantas CAM ocorre a formação de ácido málico no período noturno e seu consumo durante o período diurno. Isso faz com que o sabor da planta mude durante o dia, pois à noite é observado um sabor mais ácido, mas durante o dia a planta torna-se mais adocicada.
Boa atividade! 
Qual a diferença entre a fotofosforilaçao cíclica e fotofosforilaçao acrílica?
Na fotofosforilação CÍCLICA, há formação de ATP, por meio da clorofila A. Já na fotofosforilação ACÍCLICA, há, também, a formação de ATP, mas forma NADPH2.
O NADPH2 ocorre quando a clorofila A libera seus elétrons para ferridoxina, esse que transportará até o NADP- que se unirá com os 2H da fotólise da água e formará o NADPH2, coisa que não ocorre na CICLICLA