Bio. Semana 15. Rubens Oda Alexandre Bandeira (Hélio Fresta)

Transcrição

1 Semana 15 Rubens Oda Alexandre Bandeira (Hélio Fresta) Este conteúdo pertence ao Descomplica. Está vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.

2 22 24 mai Fotossíntese e quimiossíntese 01. Exercício de Aula 02. Exercício de Casa 03. Questão Contexto

3 RESUMO A fotossíntese é o processo de síntese de matéria orgânica através da luz. A principal estrutura responsável por este processo é o cloroplasto, uma estrutura que se assemelha as bactérias, com DNA circular, ribossomos 70s e membrana dupla. Além disso, o cloroplasto possui estruturas que são peculiares como: A equação geral da fotossíntese é: Fase Clara ou Fotoquímica Fotofosforilação Cíclica Nesta fase a clorofila é excitada pela luz e os elétrons vão passando através de transportadores deixando a energia para a transformação de ADP em ATP Lamelas à projeções da membrana interna onde ficam dispostos os tilacóides. Tilacóides à onde ocorrerá a Fase Clara da fotossíntese Granum à conjunto de tilacóides Estroma à local onde ocorre a Fase Escura da fotossíntese Fosforilação Acíclica e Fotólise da água Nesta fase o elétron excitado pela luz sai da clorofila A, passando por transportadores, porém, não voltam a clorofila A e param no NADP. Esta clorofila A que necessita dos elétrons é reabastecida pela clorofila B, que perde elétrons pela excitação da luz. A molécula de água sofre fotólise e é quebrada em H+ + OH-, onde os elétrons do OH- vão para a clorofila B, equilibrando-a. Os H+ se juntam ao NADP, formando NADP2H e o restante servirá para a formação do oxigênio. 4 Fosforilação Acíclica e Fotólise da água

4 Fase escura ou Enzimática Nesta fase é utilizado os ATPs e NADP2H da fase clara juntamente com o CO2. Este CO2 será fixado em ribulose bifosfato no ciclo de Calvin-Benson. Neste processo é liberado após duas voltas no ciclo 2 PGAL, que servirão para a formação da glicose. 5 Quimiossíntese É o processo de geração de energia através da oxidação de substâncias inorgânicas para a produção de substâncias orgânicas como a glicose. Somente as bactérias são capazes de realizar esta atividade. Elas obedecem a esta equação geral.

5 Segue um exemplo com nitrobactérias: EXERCÍCIO DE AULA 1. Um molusco, que vive no litoral oeste dos EUA, pode redefinir tudo o que se sabe sobre a divisão entre animais e vegetais. Isso porque o molusco (Elysia chlorotica) é um híbrido de bicho com planta. Cientistas americanos descobriram que o molusco conseguiu incorporar um gene das algas e, por isso, desenvolveu a capacidade de fazer fotossíntese. É o primeiro animal a se alimentar apenas de luz e CO2, como as plantas. GARATONI, B. Superinteressante. Edição 276, mar (adaptado). A capacidade de o molusco fazer fotossíntese deve estar associada ao fato de o gene incorporado permitir que ele passe a sintetizar a) clorofila, que utiliza a energia do carbono para produzir glicose. b) citocromo, que utiliza a energia da água para formar oxigênio. c) clorofila, que doa elétrons para converter gás carbônico em oxigênio. d) citocromo, que doa elétrons da energia luminosa para produzir glicose. e) clorofila, que transfere a energia da luz para compostos orgânicos O aquecimento global, ocasionado pelo aumento do efeito estufa, tem como uma de suas causas a disponibilização acelerada de átomos de carbono para a atmosfera. Essa disponibilização acontece, por exemplo, na queima de combustíveis fósseis, como a gasolina, os óleos e o carvão, que libera o gás carbônico (CO2) para a atmosfera. Por outro lado, a produção de metano (CH4), outro gás causador do efeito estufa, está associada à pecuária e à degradação de matéria orgânica em aterros sanitários. Apesar dos problemas causados pela disponibilização acelerada dos gases citados, eles são imprescindíveis à vida na Terra e importantes para a manutenção do equilíbrio ecológico, porque, por exemplo, o a) metano é fonte de carbono para os organismos fotossintetizantes. b) metano é fonte de hidrogênio para os organismos fotossintetizantes. c) gás carbônico é fonte de energia para os organismos fotossintetizantes. d) gás carbônico é fonte de carbono inorgânico para os organismos fotossintetizantes. e) gás carbônico é fonte de oxigênio molecular para os organismos heterotróficos aeróbios.

6 3. A fotossíntese é importante para a vida na Terra. Nos cloroplastos dos organismos fotossintetizantes, a energia solar é convertida em energia química que, juntamente com água e 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. 4. A figura abaixo esquematiza as etapas que ocorrem durante todo o processo fotossintético. 7 Baseado nas características do processo, especialistas afirmam que a fotossíntese pode estar relacionada ao controle da temperatura da Terra. A afirmativa é correta visto que durante a fotossíntese: a) as plantas absorvem o excesso de água atmosférica, o que ajuda na dissipação do calor vindo do Sol. b) a clorofila absorve a maior parte da luz solar, ajudando a diminuir a temperatura global. c) o excesso de O2 absorvido faz com que a planta aumente sua biomassa e propicie o aparecimento de mais áreas sombreadas, o que torna o clima global mais ameno. d) a planta absorve CO2 da atmosfera e, como esse gás é um dos principais promotores do efeito estufa, isto ajudaria a conter o aumento da temperatura global. e) a planta absorve CH4 em grande quantidade e, como este é um dos principais gases estufa, tal ação ajudaria a conter o aumento da temperatura global.

7 5. No metabolismo energético de organismos autótrofos, as substâncias do ambiente, como água e o gás carbônico, são utilizados para a síntese de carboidratos, lipídeos e proteínas. O esquema apresentado na figura ilustra um tipo de processo autotrófico, sobre o qual se verifica o seguinte: a) Substâncias orgânicas são sintetizadas por quimiossíntese. b) Gás sulfídrico, enxofre e amônia bloqueiam o metabolismo. c) Carboidratos são sintetizados devido à presença de luz. d) Outros seres vivos são essenciais na cadeia alimentar. EXERCÍCIO DE CASA 1. A Fotossíntese é um processo que produz a energia necessária ao início da cadeia alimentar, daí a incontestável importância das plantas para a manutenção da vida no planeta. Durante a fotossíntese, a energia luminosa é absorvida pela clorofila e, posteriormente, transformada em energia química. Para isso as plantas precisam consumir e para produzir e ao final liberar. Assinale a alternativa que contém a sequência que preenche corretamente e na ordem as lacunas do texto anterior. 8 a) água, CO2, glicose e oxigênio. b) CO2, oxigênio, glicose e água. c) glicose, água, CO2 e oxigênio. d) água, glicose, oxigênio e CO2. 2. O gás carbônico e o oxigênio estão envolvidos no metabolismo energético das plantas. Acerca desses gases pode-se dizer que: a) o oxigênio é produzido apenas à noite; b) o oxigênio é produzido apenas durante o dia; c) o gás carbônico é produzido apenas à noite; d) o gás carbônico é produzido apenas durante o dia; e) o oxigênio e o gás carbônico são produzidos dia e noite. 3. Na fotossíntese, ocorrem vários fenômenos importantes, com exceção de: a) absorção de luz pelas clorofilas e conversão de energia luminosa em energia química; b) redução de CO2 pelos hidrogênios provenientes da água; c) libertação de O2 proveniente da lise do dióxido de carbono; d) síntese de ATP, utilizando-se luz; e) fotofosforilação e redução.

8 4. É difícil manter as moléculas de oxigênio livres, apesar de ele ser o terceiro elemento mais abundante do Universo, formado nas fornalhas densas no interior das estrelas. Isso porque o oxigênio é extremamente reagente e pode formar compostos com quase todos os elementos da tabela periódica. Então como a Terra acabou com uma atmosfera composta por praticamente 21% desse gás? A resposta está nos minúsculos organismos conhecidos como cianobactérias ou algas azuis. Esses micro-organismos realizam a fotossíntese utilizando luz solar, água e dióxido de carbono para produzir carboidratos e, também, oxigênio. Na verdade, até hoje, todas as plantas da Terra contêm cianobactérias conhecidas como cloroplastos que participam da fotossíntese. BIELLO, 2009 Considerando-se as informações do texto e os conhecimentos acerca do processo fotossintético, é correto afirmar, exceto: a) Os glicídios produzidos através da fotossíntese representam fonte de energia para as atividades metabólicas dos seres autótrofos. b) Os cloroplastos, segundo a teoria endossimbiótica, derivaram da simbiose entre um micro-organismo autótrofo capaz de captar energia luminosa e uma célula hospedeira heterotrófica. c) A fotossíntese compreende uma série complexa de reações químicas, dentre as quais a fixação do carbono depende diretamente da luz para ocorrer. d) O gás oxigênio presente na atmosfera é produzido a partir da decomposição da molécula de água, sob ação direta da luz. e) A fotossíntese representa um processo anabólico que permite a conversão de energia luminosa em energia química As figuras abaixo se referem ao sistema fotossintético do vegetal representado por uma folha sob duas situações ambientais. A interpretação dessas figuras que esquematicamente destacam aspectos relacionados ao processo da fotossíntese envolve reconhecer que: a) A energia solar incidente é convertida em energia química potencializada na estrutura molecular da glicose. b) O CO2 absorvido, principalmente nos estômatos, é decomposto com desprendimento do oxigênio e fixação do carbono.

9 c) O CO2 que é eliminado da planta principalmente durante a noite resulta da oxidação de moléculas orgânicas, e é simultaneamente utilizado na fotossíntese. d) A clorofila atua como molécula que é sensível à energia solar e é mais eficiente na absorção das radiações que são percebidas como luz verde. e) A produtividade primária da fotossíntese é, em sua maior parte, convertida em celulose, principal reserva da planta. 6. O gás carbônico necessário para a realização da fotossíntese vegetal penetra nas folhas através de estruturas denominadas estômatos (do grego stoma, boca). A abertura e o fechamento dos estômatos dependem de diversos fatores, principalmente da luminosidade, da concentração de gás carbônico e do suprimento hídrico. A respeito do comportamento dos estômatos, assinale a alternativa correta que completa as lacunas da frase a seguir. Os estômatos tendem a fechar quando a intensidade luminosa é, ou a concentração de CO2 no mesófilo foliar é. Ao contrário, eles tendem a abrir quando o suprimento de água nas raízes é. 7. a) alta baixa baixo. b) baixa baixa alto. c) baixa alta alto. d) alta alta baixo. Foram os trabalhos de Calvin, Bassham e Benson, empreendidos desde l946, que permitiram conhecer as diversas etapas da redução de CO2 a glicídios. Esses pesquisadores trabalharam com algas verdes unicelulares, às quais forneceram CO2 marcados com C14 (carbono radioativo), demonstrando que o primeiro composto estável que aparece é o ácido fosfoglicérico, já que um dos seus carbonos é radioativo. A que fenômeno corresponde esta descrição? 10 a) Fotofosforilação cíclica. b) Fase clara da fotossíntese. c) Fase escura da fotossíntese. d) Fotofosforilação acíclica. e) Fotólise da água. 8. Um palco montado para a realização de um show no Maracanã ocupou toda a extensão do gramado. Quatro semanas após o show, com a desmontagem do palco, observou-se que o gramado estava amarelado, perdendo o seu verde exuberante. Assinale a alternativa incorreta: a) Mesmo no escuro, houve intensa síntese de tecidos de condução e de sustentação. b) Na ausência da luz, o padrão de lamelação normal dos cloroplastos foi desestruturado. c) A fotossíntese foi comprometida com a ausência da luz, o que interferiu na síntese de parede celular. d) Na ausência da luz, ocorreu estiolamento das folhas e dos caules do gramado. e) O gramado, na ausência de luz, interrompe a produção dos pigmentos de clorofila.

10 9. Quimiossíntese é a produção de matéria orgânica, realizada a partir de substâncias minerais simples, usando energia química e é a) realizada por todos os vegetais. b) realizada somente pelos animais. c) realizada pelos vírus. d) realizada por todos os animais e alguns vegetais. e) realizada por pequeno número de bactérias autotróficas. 10. Considere as seguintes reações químicas: Essas reações fazem parte do metabolismo de seres I que atuam no ciclo do II. Para completar essa frase corretamente, I e II devem ser substituídos, respectivamente, por: a) Quimiossintetizantes nitrogênio. b) Autótrofos gás carbônico. c) Heterótrofos gás carbônico. d) Aeróbios gás carbônico. e) Desnitrificantes nitrogênio. 11 QUESTÃO CONTEXTO Cientistas encontram vida adormecida há mais de 10 mil anos em caverna de cristal (fonte: noticiasmineracao.mining. com/2017/02/20/cientistasencontram-vida-adormecidaha-mais-de-10-mil-anos-emcaverna-de-cristal/) Encontradas um século atrás por mineiros que procuravam por prata e outros metais valiosos, as profundas cavernas de Naica são o lugar ideal para o trabalho de cientistas interessados em estudar os extremófilos organismos que conseguem viver em condições praticamente impossíveis. O ambiente é bastante quente as temperaturas variam entre 40 C e 60 C -, úmido e ácido. Como não há luz, todas as formas de vida existentes ali sobrevivem por meio da quimiossíntese, processo pelo qual extraem a energia de que precisam da oxidação dos minerais. Pesquisadores já haviam identificado micróbios vivendo nas paredes das cavernas a surpresa foi extrair exemplares de dentro dos cristais gigantes. De acordo com a descoberta acima, indique algumas diferenças entre a fotossíntese e a quimiossíntese?

11 GABARITO 01. Exercício de aula 1. e 2. d 3. c 4. d 5. a 03. Questão Contexto Seres fotossintéticos transformam substâncias inorgânicas (ex.: CO2 e H2O) em orgânicas (ex.: glicose) através da energia obtida pela luz. Para isso, necessitam de uma estrutura para retenção desta energia luminosa (ex.: clorofila). 02. Exercício de casa 1. a 2. b 3. c 4. c 5. a 6. c 7. c 8. a 9. e 10. a Seres quimiossintetizantes são em geral bactérias que obtém energia de oxidações de compostos inorgânicos para gerar glicose, ou seja, sem a presença de luz. Elas podem ser classificadas em sulfobactérias, nitrobactérias e ferrobactérias. 12