O esquema representa a etapa fotoquímica da fotossíntese. As moléculas de clorofila e os pigmentos acessórios que compõem os fotossistemas I e II são excitados pela radiação luminosa. A energia dessa excitação retira elétrons das moléculas de clorofila a P680, no Fotossistema II, e de clorofila a P700, no Fotossistema I. Esses elétrons são responsáveis pelo mecanismo de fosforilação do ADP formando ATP e pela redução do NADP+ em NADPH.
Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br. Acesso em: 25 jun. 2015 (adaptado).
O agente redutor primário responsável pela reposição dos elétrons perdidos no Fotossistema II é o(a)
A) complexo Fotossistema I.
B) complexo de citocromo.
C) molécula de água.
D) molécula de ADP.
E) radiação solar.
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução
- Bioquímica da Fotossíntese
- Fase Clara da Fotossíntese (Reações Fotoquímicas)
- Oxidação e Redução na Cadeia de Transporte de Elétrons
🔢 Nível da Questão
🔹Difícil 🚀
✅ Gabarito
- Alternativa C – Molécula de água (H₂O)
📝 Resolução Passo a Passo
🔍 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
A questão quer saber quem repõe os elétrons perdidos pelo Fotossistema II quando ele é excitado pela luz e perde elétrons.
📌 Palavras-chave para destrinchar o enunciado:
- Agente redutor primário: Quem dá os elétrons para o Fotossistema II.
- Reposição de elétrons no Fotossistema II: O que fornece os elétrons perdidos.
🎯 Objetivo: Identificar quem doa elétrons para o Fotossistema II quando ele os perde ao ser excitado pela luz.
📖 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
⚡ A Fase Clara da Fotossíntese – O Papel Fundamental da Luz e da Água!
A fase clara da fotossíntese acontece dentro dos tilacoides dos cloroplastos e serve para transformar energia luminosa em energia química (ATP e NADPH).
Mas para isso ocorrer, dois agentes externos são fundamentais:
1️⃣ 🌞 Luz solar → fornece energia para excitar os elétrons e colocá-los em movimento.
2️⃣ 💧 Água → doa os elétrons para reabastecer o Fotossistema II, que os perde durante o processo.
📌 Se a planta não tiver água e luz, a fotossíntese não ocorre!
🔥 Oxidação e Redução – O Jogo da Energia nos Tilacoides!
Na fase clara, a luz excita os elétrons da clorofila nos fotossistemas, fazendo-os sair da molécula de pigmento e entrar na cadeia de transporte de elétrons.
🚨 Problema: O Fotossistema II perde elétrons e precisa repô-los.
📌 Aqui entram dois conceitos fundamentais:
- Oxidação: Perda de elétrons (quem perde vira agente redutor).
- Redução: Ganho de elétrons (quem recebe vira agente oxidante).
🔵 Quem foi oxidado? O Fotossistema II perdeu elétrons (então ele é o agente oxidante mais forte do sistema).
🟢 Quem foi reduzido? O agente redutor primário, que dá os elétrons de volta.
➡️ Esse doador de elétrons é a molécula de água (H₂O)!
🌊 A água sofre fotólise (quebra pela luz), liberando:
- Elétrons (que vão para o Fotossistema II 🌀)
- Íons H⁺ (ajudam a formar ATP)
- Oxigênio (O₂) (liberado na atmosfera 🌍)
✍️ Resumo até agora:
A água é fundamental porque reabastece os elétrons perdidos pelo Fotossistema II e mantém o fluxo de energia na fase clara da fotossíntese!
📌 Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
Agora vamos interpretar o que está acontecendo na imagem para entender como a água repõe os elétrons do Fotossistema II.
📊 Analisando a Imagem da Questão
O gráfico mostra o fluxo de energia e elétrons na fase fotoquímica (clara) da fotossíntese.
📌 Vamos seguir o caminho do elétron, passo a passo!
🔴 1️⃣ Luz atinge o Fotossistema II (P680):
- O gráfico mostra um raio de luz (hν) atingindo o Fotossistema II.
- Isso faz com que os elétrons da clorofila P680 fiquem excitados (P680 → P680⁺).
- Mas agora tem um problema: O Fotossistema II perdeu elétrons e precisa repô-los!
💧 2️⃣ Quem resolve o problema? A água!
- No gráfico, vemos H₂O (água) sendo quebrada no “Complexo produtor de oxigênio”.
- Isso ocorre por fotólise da água, onde:
- Elétrons (e⁻) são doados ao Fotossistema II, reabastecendo o sistema.
- Íons H⁺ são liberados no lúmen do tilacoide (ajudam a formar ATP).
- O₂ (oxigênio) é liberado na atmosfera.
🌊 Resumo: A água resolve o problema do Fotossistema II, sendo a fonte primária de elétrons!
⚡ 3️⃣ O elétron entra na Cadeia de Transporte Eletrônico (Complexo de Citocromo)
- No gráfico, os elétrons viajam do Fotossistema II para um conjunto de proteínas chamado “Complexo de citocromo”.
- Nesse percurso, a energia liberada pelos elétrons é usada para bombear prótons (H⁺) para dentro do tilacoide, criando um gradiente de prótons.
- Esse gradiente será fundamental para a produção de ATP mais tarde.
🟢 4️⃣ Os elétrons chegam ao Fotossistema I (P700)
- No gráfico, os elétrons continuam viajando até o Fotossistema I (P700).
- A luz excita os elétrons novamente (outro raio de luz 🌞).
- Agora, os elétrons têm energia suficiente para reduzir NADP⁺ → NADPH com a ajuda da enzima FNR (Ferredoxina-NADP⁺ Redutase).
🎯 5️⃣ Produção de ATP
- O gráfico mostra ADP + Pi sendo convertidos em ATP.
- Isso ocorre por um processo chamado fotofosforilação, onde o gradiente de H⁺ (criado pelo transporte de elétrons) impulsiona a síntese de ATP na ATP sintase.
📌 O que a imagem prova sobre a questão?
1️⃣ A luz excita os elétrons no Fotossistema II.
2️⃣ Esses elétrons são perdidos e precisam ser repostos.
3️⃣ A água doa elétrons (por fotólise), sendo o agente redutor primário!
4️⃣ O elétron segue o caminho da cadeia de transporte, ajudando a produzir ATP e NADPH.
5️⃣ O oxigênio é liberado no final (subproduto da fotólise).
🚨 Ou seja, sem a água, o Fotossistema II não conseguiria repor seus elétrons e o ciclo da fotossíntese pararia!
📝 Passo 4: Análise das Alternativas
❌ Alternativa A – Complexo Fotossistema I.
Errado! O Fotossistema I recebe elétrons no final, mas não doa para o Fotossistema II.
❌ Alternativa B – Complexo de citocromo.
Errado! O citocromo transfere elétrons, mas não os doa para o Fotossistema II.
✅ Alternativa C – Molécula de água.
Correta! A água repõe os elétrons do Fotossistema II por meio da fotólise da água.
❌ Alternativa D – Molécula de ADP.
Errado! O ADP participa da produção de ATP, mas não tem função na reposição de elétrons.
❌ Alternativa E – Radiação solar.
Errado! A luz excita os elétrons, mas não os doa.
🎯Passo 5: Conclusão e Justificativa Final
A fase clara da fotossíntese funciona como um sistema de fluxo de elétrons.
📌 O Fotossistema II perde elétrons ao ser excitado pela luz.
📌 Para continuar funcionando, ele precisa repor esses elétrons.
📌 A água faz isso! Ao sofrer fotólise, ela doa elétrons, libera oxigênio molecular (O₂) e íons H⁺.
🌟 Moral da história: Sem água e luz, a fotossíntese não ocorre! 🚀
✅ Resposta: Alternativa C.
