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AtividAdes R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 298 U n id a d e C • O m e ta b o lis m o c e lu la r Seção 10.3 Parte dos glicídios produzidos na fotossíntese é utilizada imediatamente nas mitocôndrias da célula vegetal, no processo de respiração celular, fornecendo energia aos processos vitais. Outra parte é transformada nas diversas substâncias orgânicas de que a planta necessita, como aminoácidos, vários tipos de açúcar (dentre eles a glicose), gorduras, celulose etc. Outra parte, ainda, é armazenada na forma de grãos de amido em células especiais do caule e da raiz, servindo como reserva para momentos de necessidade. A fotossíntese garante às algas, às plantas e a algumas bactérias independência em relação a outros organismos vivos no que se refere à obtenção de nutrientes orgânicos. A absoluta maioria dos seres heterotróficos, porém, depende de substâncias orgânicas produzidas por seres fotossintetizantes para viver. Quimiossíntese A importância da quimiossíntese Certas espécies de bactérias e de arqueas (estas últimas antigamente chamadas de arqueobactérias) são autotróficas e produzem substâncias orgânicas por meio da quimiossíntese, processo que utiliza energia libe- rada por reações oxidativas de substâncias inorgânicas simples. Arqueas metanogênicas, por exemplo, obtêm energia a partir da reação entre gás hidrogênio (H2) e gás carbônico (CO2), com produção de gás metano (CH4). Essas arqueas vivem em ambientes pobres em gás oxigênio (anaeróbios), tais como depósitos de lixo, fundos de pântanos e tubos digestórios de animais. A equação que resume esse processo é: CO2 1 4 H2 ( CH4 1 2 H2O 1 ENERGIA Há dois importantes tipos de bactéria quimiossintetizantes — gêneros Nitrosomonas e Nitrobacter — que vivem no solo e têm importância funda- mental na reciclagem do elemento nitrogênio na Terra. As nitrosomonas obtêm energia por meio da oxidação de íon de amônio presente no solo, transformando-o em íon de nitrito: NH4 1 ******( NO2 2Nitrosomonas sp. (amônio) (nitrito) As nitrobactérias, por sua vez, utilizam o íon de nitrito, oxidando-o a íon de nitrato: NO2 2 *****( NO3 2Nitrobacter sp. (nitrato)(nitrito) As bactérias quimiossintetizantes conseguem viver em ambientes des- providos de luz e de matéria orgânica, uma vez que a energia necessária ao seu desenvolvimento é obtida de oxidações inorgânicas. Além de um agente oxidante, elas necessitam apenas de gás carbônico e água, que constituem as matérias-primas para a produção de glicídios. Conteúdo digital Moderna PLUS http://www.modernaplus.com.br Animação: Processos energéticos, veja aba Fotossíntese Texto: Um experimento engenhoso Objetivo❱❱❱❱ Conceituar o processo CCCCCCC de quimiossíntese, distinguindo-o dos processos de fotossíntese e de respiração aeróbia. Termos e conceitos❱❱❱❱ quimiossíntese• 281_306_CAP10_BIO1.indd 298 8/8/09 2:20:07 PM AtividAdes R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 299 C a p ít u lo 1 0 • M e ta b o lis m o e n e rg é ti co ( II ): fo to ss ín te se e q u im io ss ín te se QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR Questões objetivas Considere as alternativas a seguir para responder às questões de 1 a 4. a) Ciclo de Calvin-Benson. b) Etapa fotoquímica da fotossíntese. c) Etapa puramente química da fotossíntese. d) Fotofosforilação. e) Fotólise da água. 1. Como é chamado o conjunto de reações químicas que ocorre no estroma do cloroplasto, em que o gás carbônico se combina com hidrogênios doados pelo NADPH produzindo glicídios? 2. Qual é o nome da reação em que moléculas de água produzem gás oxigênio, prótons e elétrons, sendo estes últimos devolvidos à clorofila a excitada pela luz? 3. Como se denomina o conjunto de reações quími- cas que ocorre no interior dos cloroplastos e que depende diretamente de luz? 4. Qual é o processo diretamente envolvido na pro- dução de ATP nos cloroplastos? Considere as alternativas a seguir para responder às questões 5 e 6. a) C6H12O6 # 2 H5C2OH 1 2 CO2 b) C6H12O6 1 6 O2 # 6 CO2 1 6 H2O c) 6 CO2 1 12 H2O # C6H12O6 1 6 O2 1 6 H2O d) 6 CO2 1 12 H2S # C6H12O6 1 12 S 1 6 H2O 5. Qual das equações representa a fotossíntese reali- zada por algas, plantas e certas bactérias? 6. Em qual das equações está mostrada a fotossíntese realizada pelas sulfobactérias púrpuras? 7. Os átomos do gás oxigênio liberado na fotossíntese provêm a) da água, apenas. b) do gás carbônico, apenas. c) da água e do gás carbônico, apenas. d) da água, do gás carbônico e do ATP. 8. A molécula de clorofila, ao absorver fótons, perde elétrons, os quais são repostos pela a) degradação de moléculas de ATP. b) fixação de moléculas de gás carbônico. c) quebra de moléculas de água. d) degradação de moléculas de glicose. 9. Qual das seguintes sequências indica corretamente o fluxo de elétrons durante a fotossíntese? a) H2O # NADPH # glicídio b) H2O # O2 # glicídio c) NADPH # ATP # glicídio d) O2 # NADPH # glicídio 10. A energia liberada pelos elétrons, durante sua pas- sagem pela cadeia transportadora de elétrons do cloroplasto, é usada primariamente para bombear íons H1 a) do citosol para o lúmen do tilacoide. b) do lúmen do tilacoide para o citosol. c) do lúmen do tilacoide para o estroma do cloro- plasto. d) do estroma do cloroplasto para o lúmen do tilacoide. 11. A fonte imediata de energia que permite a síntese do ATP na fotofosforilação é a) a quebra das moléculas de água. b) a passagem de elétrons através da cadeia trans- portadora de elétrons. c) a diferença de concentração de íons H1 entre o interior dos tilacoides e o estroma. d) a transferência de fosfatos energizados do ciclo de Calvin para o ADP. 12. Qual das alternativas apresenta substâncias pro- duzidas em reações que acontecem nos grana e que são consumidas em reações que acontecem no estroma dos cloroplastos? a) CO2 e H2O. b) ATP e NADPH. c) CO2 e ATP. d) H2O e NADPH. 13. As reações da etapa fotoquímica da fotossíntese (reações de claro) suprem o ciclo de Calvin- -Benson com a) energia luminosa. b) CO2 e ATP. c) H2O e CO2. d) NADPH e ATP. Questões discursivas 14. A equação química simplificada: 6 CO2 1 6 H2O # C6H12O6 1 6 O2 omite uma informação importante sobre o proces- so de fotossíntese. Qual é essa informação? 15. Faça uma lista de argumentos que você usaria para tentar convencer uma amiga ou um amigo de que os seres humanos dependem da luz solar para viver? 16. Há dois compartimentos internos nos cloro- plastos cuja separação por uma membrana lipoproteica (membrana tilacoide) é de funda- mental importância na produção de energia na fotossíntese. Quais são esses compartimentos e por que é importante que eles estejam separados por aquela membrana? 281_306_CAP10_BIO1.indd 299 8/8/09 2:20:07 PM AtividAdesAtividAdes Glicose Energia Alimento O2 CO2 Glicose + O2 H2O R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 300 U n id a d e C • O m e ta b o lis m o c e lu la r VESTIBULARES PELO BRASIL Brasil Região Nordeste Região Sudeste Região Norte Região Centro-Oeste Região Sul Brasil – Regiões 1 (Ufac) Considere as afirmações seguintes sobre processos fisiológicos nos vegetais. I. A energia luminosa é armazenada quimi- camente, através da redução de compostos orgânicos. II. Os compostos reduzidos são oxidados, libe- rando energia para geração de trabalho nas células. É correto afirmar que: a) I corresponde à fotossíntese e II, à fermentação, ocorrendo ambos em uma mesma célula, porém, em momentos diferentes. b) I corresponde à fotossíntese e II, à respiração, ambos podendo ocorrer em umamesma célula. c) I corresponde à fotossíntese e II, à quimios- síntese, as quais não ocorrem em uma mesma célula. d) I corresponde à quimiossíntese e II, à respiração, as quais não ocorrem em uma mesma célula. e) I corresponde à fotossíntese e II, à quimiossín- tese, ambos ocorrendo em uma mesma célula, porém, em momentos diferentes. 2 (Ufac) Dióxido de carbono (CO2), bicarbonato (HCO2 3 ) e carbonato (CO3 22) representam as formas sob as quais os seres vivos conseguem aproveitar o car- bono da natureza. Sobre tal aproveitamento, são feitas as seguintes afirmações: I. O CO2 consumido na fotossíntese é liberado através da respiração na forma de monóxido de carbono (CO). II. Durante a nutrição, os animais adquirem car- bono a partir dos compostos orgânicos sinte- tizados pelos vegetais. III. Através da quimiossíntese, as bactérias trans- formam o CO2 apenas em vitaminas. IV. Para a produção de carboidratos, é necessário que as bactérias quimiossintetizadoras uti- lizem exclusivamente bicarbonatos (HCO3 2) dissolvidos na água. A(s) afirmação(ões) correta(s) é(são): a) apenas II. b) apenas III. c) apenas I e II. d) apenas II e III. e) apenas III e IV. 3 (UFT-TO) Relacione os eventos exemplificados na coluna A com as fases da fotossíntese descritas na coluna B. A B ( ) Fotofosforilação cíclica 1. Fase fotoquímica ( ) Fotofosforilação acíclica 2. Fase enzimática ( ) Fotólise da água e liberação de O2 ( ) Fixação de CO2 ( ) Produção de carboidrato ( ) Produção de ATP e NADPH2 Das alternativas abaixo, qual descreve a sequência correta de associação das colunas A e B? a) 1, 1, 2, 2, 1, 1 b) 1, 1, 1, 1, 2, 2 c) 1, 2, 1, 2, 2, 1 d) 1, 1, 1, 2, 2, 1 4 (Unifacs-BA) A figura representa o fluxo da matéria e da energia em uma cadeia alimentar simples. A partir da análise dessa cadeia alimentar, pode-se concluir: a) A água na planta fornece o O2 utilizado na res- piração do animal. b) A energia do Sol quebra a molécula da glicose em CO2 e em O2. c) O produtor primário libera O2, que será integrado à molécula de glicose. d) A planta e o animal estão no mesmo nível trófico da cadeia alimentar. e) O consumidor primário libera a energia do CO2 para o meio na forma de calor. 5 (Uespi) O cloroplasto é uma “fábrica” que produz um combustível valioso para as células vivas, a partir de substâncias simples, aqui chamadas de “matérias-primas”. Assinale a alternativa que indica corretamente as matérias-primas e as subs- tâncias produzidas no processo em consideração, nesta ordem. a) H2O, CO2, glicose e O2 b) CO2, O2, glicose e proteína c) H2O, O2, glicose e proteína d) O2, CO2, proteína e H2O e) Proteína, CO2, H2O e O2 281_306_CAP10_BIO1.indd 300 8/8/09 2:20:07 PM