Videoaulas: Educação Ambiental (Ensino Fundamental)

Os vídeos a seguir são resultado da minha parceria com a Empresa Ecossis Soluções Ambientais, para o programação de Educação Ambiental da Eletronorte.

Palestra Recursos Naturais (6º ao 9º ano)

Cine/Palestra: Recursos Naturais (6º ao 9º ano)

Palestra: Resíduos Sólidos (1º ao 5º ano)

Palestra: Recursos hídricos (1º ao 5º ano)

Bio.Dicionário: Ta.na.to.se [Biologia]

Estratégia utilizada por alguns animais de simular a morte, como meio de "enganar" presas e predadores.

Sim, é o famoso "fingir de morto".

Que espertinhos...

Desfalecidah

"Malandro é malandro, mané é mané."

Conceito de falsiane atualizado com sucesso.

Na prática: Educação popular

A Educação popular ultrapassa obviamente os padrões tradicionais de ensino...

Muito além de um movimento pedagógico, refere-se a um movimento político de conscientização e empoderamento social, de reconhecer nosso papel como componentes sociais e agentes democráticos. Os grupos discriminados e oprimidos precisam compreender a realidade que os envolve, os problemas a ela atrelados, além de proporem soluções e lutarem por transformações sociais.

No Brasil, Paulo Freire foi um dos principais responsáveis por disseminar os ideais da Educação Popular. Durante a ditadura militar, houve uma intensificação do movimento como forma de resistência. 

Alguns dos pilares da Educação Popular são:

- Considerar o contexto dos estudantes;

- Respeitar a cultura, os conhecimentos populares e as habilidades dos estudantes.

Ou seja, a educação popular tem seu foco na realidade e em estratégias que visem uma maior participação da sociedade em busca de justiça social. A participação de todos (gestores, professores, comunidade, família, estudantes) através de uma gestão democrática, é um alicerce determinante para a efetivação desse processo.

NA PRÁTICA!

No ano de 2022, participei do processo seletivo para ser professora de Biologia no Cursinho de Educação Popular Emancipa, na unidade de Ananindeua, denominada Dorothy Stang. 

O Emancipa, segundo a sua página na internet, é descrito como:

"Movimento Social de Educação Popular que luta, principalmente, pela democratização do acesso à Universidade e por uma educação de qualidade, crítica e gratuita. Nossa luta também é contra as desigualdades econômicas, o racismo, o machismo, a LGBTQIA+fobia, em defesa do meio ambiente e da saúde pública! Em Belém e Ananindeua, assim como em diversas cidades, construímos nossas alternativas de educação em conjunto com associações de moradores, movimentos culturais e localmente em parceria com a UFPA, a partir do projeto de extensão do Instituto de Ciências da Educação – ICED/UFPA."

De fato, o Emancipa representa tudo o que está na sua descrição! Foi uma experiência muito satisfatória poder contribuir com o movimento, ouvir as histórias de vida de outros professores, dos alunos e poder apresentar a minha, além, é claro, de mostrar como a Biologia está presente de várias formas na nossa vida, da importância de compreendê-la não apenas com o intuito de passar no vestibular, mas também para aprender a ler as entrelinhas da nossa realidade e pensar/agir de forma mais consistente perante os problemas sociais, econômicos e ambientais. A sociedade precisa cada vez mais de pessoas conscientes e participativas, e a educação popular exibe uma papel substancial para isso.

Alguns registros dessa vivência:

Uma das primeiras aulas: Introdução à Biologia e Bioquímica

Revisão final para o ENEM 2022

Aula com os recursos "que a natureza nos dá".

Aquele feedback que deixa o coração quentinho!

Aula em espaço não-formal: no Parque do Seringal em Ananindeua

Evolução celular

Sabemos que a unidade básica da vida é a célula... mas você já se perguntou como se formou a primeira célula? No passado, alguns cientistas se fizeram essa mesma pergunta e foram além! Começaram a estudar e a tentar entender como as primeiras células surgiram. Dessa forma, várias hipóteses foram apresentadas, e a mais aceita destas foi a hipótese da evolução molecular ou evolução química.

A hipótese da evolução molecular diz que as primeiras células se formaram através de aglomerados de matéria orgânica (coacervados) presentes nos mares primitivos, que haviam sofrido a ação de descargas elétricas e da exposição à radiação ultravioleta (UV), além da participação das moléculas constituintes da atmosfera primitiva.

Então surge a pergunta... mas como esses aglomerados de matéria orgânica formaram células?

Vamos iniciar de fora para dentro! Relembrando a importância da membrana plasmática, (bicamada fosfolipídica que envolve as células)... cuja função é "semi isolar" o interior da célula do meio exterior, permitindo a passagem de algumas substâncias e promovendo um meio intracelular bioquímicamente adequado para a célula realizar suas funções. Característica essencial! Sem a membrana semi permeável, a célula não poderia existir. 

Essa característica marcante e necessária para a existência da célula foi confirmada através de experimentos que simularam as condições da terra primitiva, confirmando que naquelas condições seria possível a formação de um sistema semi-isolado, resultante da aglomeração da matéria orgânica. Esses aglomerados que ao adquirirem um metabolismo e capacidade de se duplicar, teriam originado os seres vivos.

Outra grande curiosidade que motivou os estudos e pesquisas de cientistas, foi entender como as células conseguiam energia para realizar o seu metabolismo... essa dúvida gerou algumas hipóteses: a hipótese heterotrófica, que dizia que as células obtiam energia através do consumo de moléculas orgânicas presentes no meio extracelular. E a hipótese autotrófica, sobre as células possuírem capacidade de produzir seu próprio alimento e energia através do processo de quimiossíntese.

Ok, beleza, mas existem seres eucariontes e procariontes... então, quais surgiram primeiro?

Lembrando que os seres eucariontes são aqueles que apresentam o material genético envolto por uma membrana nuclear denominada carioteca, e os procariontes não possuem essa membrana, são seres mais simples! Portanto, acredita-se que os primeiros seres vivos eram procariontes. Além disso, eram unicelulares (formados por apenas uma célula) e anaeróbios (não necessitavam de oxigênio), o que condiz com as condições escassas do mundo primitivo.

A hipótese da endossimbiose: o surgimento das células eucariontes

Essa hipótese diz que seres procariotos ancestrais desenvolveram um núcleo através de invaginações da membrana plasmática, tornando-se eucariotos. E posteriormente, haveriam assimilado uma bactéria simbiótica*, estabelecendo uma relação bidirecionalmente benéfica, em que a célula fornecia proteção e nutrientes para a bactéria, e esta fornecia energia através do processo de respiração celular, em que há consumo de oxigênio. E olha que interessante: ao longo do tempo, se tornaram um único organismo, a bactéria simbionte se tornaria a famosa organela mitocôndria que conhecemos.

*Simbiose: relação ecológica interespecífica e harmônica, em que ambos os envolvidos são beneficiados.

A origem dos cloroplastos também é explicada pela endossimbiose!

Uma célula eucariótica ancestral teria assimilado um procarioto fotossintetizante (o futuro cloroplasto) e estabelecido uma relação simbiótica: nutrientes e proteção oferecidos pela célula, e capacidade de realizar fotossíntese (produção de alimento e oxigênio através de água, gás carbônico e luz) possibilitado pelo procarioto assimilado. 

E quem surgiu primeiro hein?? Mitocôndria ou cloroplasto???

As mitocôndrias... pois todas as células eucariotas apresentam mitocôndrias, no entanto, só algumas possuem cloroplastos/plastídios.

 

ENDOcitose & EXOcitose: transporte ativo de substâncias

Olá, galera!

Outro assunto da cito, que é importante que conheçamos, refere-se aos processos de endocitose e  exocitose, que ocorrem através do transporte de partículas grandes para dentro e para fora da célula.

São processos ATIVOS, ou seja, há gasto de energia. Além disso, contam com o auxílio de organelas denominadas LISOSSOMOS, relacionadas com a digestão intracelular!

Lisossomo

Primeiramente, vamos conhecer a ENDOcitose:

Acontece quando partículas são absorvidas pela célula através de vesículas denominadas de ENDOSSOMOS. E estas são formadas através de invaginações* da membrana plasmática, que em seguida, se separam da membrana e ficam "soltas" no interior da célula.

Resumindo... a formação dos endossomos ocorre na seguinte ordem: invaginação - fusão do segmento da membrana - separação deste segmento em relação à membrana.

*"Invaginação é o desdobramento de parte de um tecido dentro de outra parte ou estrutura, [ 1] uma dobradura que cria um bolso. [ 2] O termo, originalmente usado em embriologia, tem sido adotado em outras disciplinas."

Tudo certo até aqui? Agora é hora de conhecer os 3 tipos de endocitose:

FAGOCITOSE: é a absorção de partículas grandes e sólidas: Exemplos: protozoários e bactérias.

Algumas das células que realizam a fagocitose são: as células do sistema imune, os macrófagos e os linfócitos. As bactérias, protozoários... são chamados de antígenos, os agentes estranhos detectados pelas células do sistema imunológico. 

O macrófago ao se aproximar, envolve o antígeno com seus pseudópodes e o captura! Veja o vídeo a seguir:

Legenda: Bactérias entram na célula; Lisossomo: é pra mim?

Após a captura, a membrana que envolve o antígeno se solta e forma uma vesícula cujo nome é FAGOSSOMO. No citoplasma, o fagossomo se une com o lisossomo, e então... as enzimas digestivas contidas no lisossomo realizam a degradação do antígeno, ocorrendo a posterior liberação dos seus restos.

As amebas também realizam fagocitose, em que primeiramente há a modificação da sua membrana, a formação de pseudópodes, e a captura do alimento, formando o fagossomo. Que no interior da ameba, se ligará a um lisossomo e então ocorrerá a digestão e eliminação dos restos.

Ameba fagocitando uma bactéria

ENDOCITOSE FACILITADA: parecida com a fagocitose, no entanto... ocorre a participação de proteínas receptoras presentes na membrana, que se ligam em partículas as quais possuem afinidade, permitindo a invaginação da membrana, para então acontecer a endocitose. A vesícula oriunda também irá se unir ao lisossomo para que ocorra a digestão.

Devido a sua alta especificidade, é considerada uma endocitose bastante rápida e eficiente!

Um exemplo de partícula que entra na célula através de endocitose mediada por proteína receptora é o vírus HIV.

PINOCITOSE: absorção de partículas líquidas.

A célula não engloba através de pseudópodes!

Ela modifica sua forma, originando uma invaginação, e neste espaço ficam contidas as partículas líquidas. O segmento da membrana onde estão contidas as partículas se desprende da membrana e forma a vesícula chamada de PINOSSOMO, que também se une ao lisossomo, onde ocorre a digestão e posterior eliminação dos restos. 

!!! Fagocitose e pinocitose provocam alterações na membrana plasmática, sendo que na fagocitose ocorre a formação de pseudópodes e na pinocitose a formação de invaginações!!!

Comparação entre fagocitose, pinocitose e endocitose mediada por receptor

Se entra, tem que sair não é mesmo?

O processo de saída, de eliminação de substâncias pelas células é denominado de EXOcitose.

E o processo específico de eliminação de restos de partículas digeridas é a CLASMOCITOSE. 

E como ocorre? 

R: A vesícula com os restos oriundos da digestão irá se encaminhar até a membrana e se fundir a ela. E então, se abrirá para o meio exterior e eliminará os restos. Veja que legal, o segmento de membrana que havia se "desprendido" e formado a vesícula, volta a fazer parte da membrana plasmática!

A exocitose é recorrente em células secretoras, que secretam substâncias, a exemplo de células que constituem glândulas que liberam hormônios.

Existem dois tipos de exocitose: a EXOCITOSE CONSTITUTIVA: quando as substâncias são liberadas contínuamente e a EXOCITOSE REGULADA: algum estímulo regula a liberação de substâncias.

Perceberam o quanto esse assunto é relevante? Está relacionado com vários outros mecanismos biológicos, a exemplo dos que configuram o sistema imune e os relacionados ao sistema endócrino, o sistema responsável pela liberação de substâncias no organismo, principalmente os hormônios.

TÓPICOS ABORDADOS

 - Introdução

- ENDOCITOSE E ENDOSSOMOS

- Tipos de endocitose

- Fagocitose e fagossomo

- Endocitose mediada/facilitada 

- Pinocitose e pinossomos

- EXOCITOSE E CLASMOCITOSE

- Exocitose constitutiva

- Exocitose regulada

 

 

Quimiossíntese: síntese de matéria orgânica a partir da oxidação de minerais

Vimos no texto sobre fotossíntese que algumas bactérias autótrofas apresentam a capacidade de converter gás carbônico e água, na presença de luz, em matéria orgânica e gás oxigênio, além de produzir energia na forma de ATP, essas bactérias são denominadas de cianobactérias e fazem parte da microbiota dos ambientes aquáticos. No entanto, também existe bactérias que produzem energia sem a necessidade da incidência solar, são chamadas de bactérias quimiossintetizantes ou quimioheterotróficas/quimiorganotróficas. Esse tipo de bactéria é comum em ambientes afóticos (com ausência de luz), como ocorre no fundo do mar. 

Portanto, a quimiossíntese refere-se ao processo de oxidação de compostos inorgânicos (minerais) para produção de matéria orgânica e energia. Não necessita de luz solar e de matéria orgânica para ocorrer! O processo está representado na reação a seguir:

Fonte: resumos.mesalva.com/fotossintese

A reação anterior nos mostra que a quimiossíntese  apresenta como reagentes o gás carbônico, a água e dos compostos inorgânicos! 

As principais bactérias quimiossintetizantes são divididas em 3 grupos:

🔬Ferrobactérias: oxidam o ferro

Exemplo: Acidithiobacillus ferrooxidans

Ferrobactéria: Acidithiobacillus ferrooxidans

🔬Sulfobactérias: oxidam o enxofre 

Exemplos: Beggiatoa e Thiobacillus

Sulfobactéria: Beggiatoa sp

🔬Nitrobactérias: oxidam o nitrogênio

Exemplos: Nitrosomonas e Nitrobacter, encontradas no solo, participam da reciclagem do nitrogênio.

Bactéria nitrificante

Qual processo tem maior rendimento: a fotossíntese ou a quimiossíntese?

Apesar de não precisar de luz para ocorrer, a produtividade da quimiossíntese é menor que a obtida através da fotossíntese. Mesmo assim, este processo não perde a sua importância, sendo de grande relevância para a ciclo do nitrogênio (já expliquei sobre em Ciclos Biogeoquímicos), em que o nitrogênio é fixado por plantas com o auxílio de bactérias, processo fundamental para a manutenção da vida.

Afinal, quais são as etapas da quimiossíntese?

Apresenta 2 etapas:

ETAPA 1: 

✅ Oxidação das substâncias inorgânicas;

✅ Liberação de prótons e elétrons, que causam a fosforilação do ADP em ATP (produção de energia) e a redução do NADP+ em NADPH (Compõem a próxima etapa aproveitando a energia oriunda das reações de oxirredução).

✅ Equação representativa: Composto Inorgânico + O2 → Compostos Inorgânicos oxidados + Energia Química

ETAPA 2 (também denominada de fase escura da fotossíntese):

✅ Após as bactérias obterem energia suficiente na etapa 1, se inicia a etapa 2:

✅ Redução do dióxido de carbono;

Oxidação de compostos inorgânicos e produção de matéria orgânica (uso em seu metabolismo ou para síntese de outros compostos);

✅ Liberação de O2.

✅ Equação representativa: CO2 + H2O + Energia Química → Compostos Orgânicos + O2

 

TÓPICOS ABORDADOS:

1. Introdução e definição

2.  Tipos de bactérias quimissiontetizantes: ferrobactérias, sulfobactérias e nitrobactérias

3. Etapas da quimiossíntese

 

 

Fotossíntese: captação de luz solar e produção de matéria orgânica

Olá!

Outro assunto de grande relevância da Biologia refere-se à síntese de matéria orgânica através da fotossíntese. Ao longo deste processo, a energia luminosa irradiada pelo sol é transformada em energia química (contida nas ligações que formam os compostos orgânicos sintetizados: carboidratos - glicose e sacarose). A matéria orgânica produzida é consumida por outros seres vivos, produzindo um fluxo de energia nas cadeias alimentares. Além da matéria orgânica, a fotossíntese produz O2, gás de grande relevância para a manutenção da vida em nosso planeta. Desta forma, é super compreensível porque é considerado um assunto de grande recorrência em provas e de grande destaque em aulas.

Fonte: app.planejativo.com

Para que a fotossíntese aconteça, além da luz solar, são utilizados como reagentes o gás carbônico (CO2)  e a água (H2O), a reação completa está representada na reação a seguir:

6CO₂ + 6H₂O + Luz → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

E quais são os organismos que realizam a fotossíntese?

Os organismos chamados de autótrofos (que produzem sem próprio alimento). No ambiente terrestre, são representados principalmente pelas plantas, e no ambiente aquático, pelas algas macroscópicas e pelas cianobatérias (bactérias fotossintetizantes), também conhecidas como fitoplâncton. Ecologicamente, os autótrofos são denominados de produtores, ocupando o primeiro nível nas cadeias/teias alimentares. 

Que linda esta imagem da "energia luminosa" adentrando a floresta ;)

Algas macroscópicas

Cianobactérias

Qual o diferencial dos organismos autótrofos que possibilita que realizem fotossíntese?

As plantas e algas apresentam células eucarióticas com organelas denominadas de cloroplastos, é nesta organela que a fotossíntese ocorre. Por outro lado, as cianobactérias são seres procariontes, deste modo, a fotossíntese acontece em seu citosol, nas lamelas membranosas. 

COMPROVAÇÃO DE QUE O OXIGÊNIO SINTETIZADO PELA FOTOSSÍNTESE É ORIUNDO DA ÁGUA: EXPERIMENTO DE HILL

🌿O bioquímico Robert Hill, em 1937, comprovou por meio de experimentos que o oxigênio resultante da fotossíntese é obtido através da molécula de água utilizada como substrato na reação;

🌿Fotólise: uma das fases da fotossíntese é a liberação de energia e doação de elétrons através da quebra da molécula de água (H2O). Os átomos de oriundos desta quebra reagem entre si e formam o oxigênio (O2), que é liberado na atmosfera.

E como foi o experimento de Hill? 

🌿Naturalmente, o oxigênio mais comum no ambiente é do tipo ¹⁶O;

🌿Porém, Hill utilizou um *isótopo deste oxigênio, denominado de ¹⁸O;

*: Isótopos: átomos com o mesmo número atômico (Z), por pertencem ao mesmo elemento químico, mas apresentam diferentes números de massa (A)”. Geralmente, os elementos químicos possuem dois ou mais isótopos, que ocorrem em proporções diferentes.

🌿Ele utilizou moléculas de água com o isótopo ¹⁸O. Se ele encontrasse este mesmo átomo de oxigênio no gás oxigênio (O2) formado pela fotossíntese, teria a certeza de que é oriundo da molécula de água. Então ele colocou as moléculas de água com o isótopo em contato com as células fotossintetizantes;

🌿Resultado: o oxigênio sintetizado pela reação fotossintética era constituído por isótopos ¹⁸O;

🌿Conclusão: o oxigênio liberado é oriundo da água obtidas pelos seres vivos fotossintetizantes;

Este experimento é representado pela seguinte equação:

2H₂O* + luz → O₂* + 4H⁺ + 4e^–

Também é possível representar o resultado do experimento de Hill da seguinte forma:

6CO₂ + 6H₂O* + Luz → C₆H₁₂O₆ + 6O₂*

CONHECENDO AS ESTRUTURAS DO CLOROPLASTO: LOCAIS DE OCORRÊNCIA DE CADA ETAPA DA FOTOSSÍNTESE

Considerando os autótrofos eucarióticos:

🌿A fotossíntese ocorre em organelas denominadas de cloroplastos. Que se assemelham às mitocôndrias por apresentarem seu próprio material genético (circular) e, devido a isso, serem capazes de se replicar, independentemente da divisão celular; 

🌿Estrutura do Cloroplasto: os cloroplastos são compostos por 2 membranas e por um espaço interno. Apresentam lamelas membranosas e bolsas pequenas denominadas de tilacóides - parecidas com pilhas de discos, recebendo o nome de granum. Todos o granum de um clopoplasto formam a grana;

🌿Nos tilacóides acontece a captação de energia luminosa do sol e sua transformação em energia química;

🌿Há ainda um espaço interno chamado de estroma, nele ocorre a síntese de carboidratos.

 

🌿As estruturas presentes nos tilacóides que possibilitam a captação de energia solar são os pigmentos fotossíntetizantes, sendo a clorofila o mais popular. A clorofila apresenta em sua composição um átomo de magnésio, que ao entrar em contato com a energia luminosa é excitado; 

Estrutura química da Clorofila

🌿A clorofila é que define a cor verde das plantas, outros pigmentos fotossintetizantes são os carotenóides (coloração alaranjada e avermelhada). Se diferenciam pelo comprimento de onda que são capas de absorver para excitar suas moléculas e produzir energia química;

🌿Tipos de clorofila:  

🌿Clorofila a (verde azulada): presente nos vegetais e em cianobactérias. Representa 3/4 dos pigmentos encontrados em vegetais, é diretamente relacionada ao processo de fotossíntese;

🌿Clorofila b (verde amarelada): encontrada em algas verdes, em algas euglenófitas e em alguns tipos de plantas;

🌿Clorofila c: encontrada em algas pardas e diatomáceas no lugar da clorofila b;

🌿Bacterioclorofila: pigmento responsável pela fotossíntese em bactérias purpúreas, estas não apresentam clorofila a;

 

🌿Clorofila clorobium: encontrada em bactérias verdes sulfurosas.

Obs: Carotenóides e clorofila B absorvem luz e transferem para a clorofila do tipo A que, por sua vez, converte a energia luminosa em química.

E QUAIS SÃO AS ETAPAS DA FOTOSSÍNTESE?

🌿Fotoquímica ou fotodependente (etapa clara): dependente luz; a energia luminosa é utilizada para a produção de moléculas energéticas (ATPs) e carreadores de elétrons.

🌿Química ou fotoindependente (etapa escura): independente diretamente de luz; produção de matéria orgânica/carboidratos a partir do uso da energia química sintetizada na etapa fotoquímica.

Vamos conhecê-las melhor!

ETAPA FOTOQUÍMICA/CLARA/DEPENDENTE DE LUZ

🌿Ocorrência: complexos proteicos - Fotossistemas, presentes nos tilacoides dos cloroplastos em em lamelas;

🌿Principal função: transformar a energia luminosa em energia química, sintetizando ATPs e reduzindo o NADP (carreador parecido com o NAD+ e FAD+ da respiração celular), que atua como aceptor de hidrogênio;

Esta etapa pode ser dividida em dois grandes processos dependentes de luz: a fotólise da água e a fotofosforilação:

🌿Fotólise da água: a molécula de clorofila presente nos tilacoides capta a energia luminosa absorvida e a utiliza para quebrar a molécula de água, gerando átomos de oxigênio que se unem e compõem o gás oxigênio (O_2), usado na respiração da célula vegetal ou liberado através da respiração. Este processo também libera prótons H⁺ e elétrons livres e^–. A energia luminosa excita a molécula de clorofila, tornando-a instável, porém... ao receber os elétrons obtidos pela quebra/fotólise da água, se torna estável novamente e apta para continuar captando energia luminosa;

🌿Fotofosforilação: a clorofila excitada pela energia assimilada libera elétrons que são transferidos por meio de um complexo proteico contido na membrana dos tilacoides;

Na fotofosforilação, os elétrons liberados da molécula de clorofila excitada pela energia luminosa são transferidos até o aceptor final NADP⁺, através de complexo protéico presente na membrana dos tilacóides. O NADP⁺se une ao elétron e ao íon H⁺ liberado da fotólise da água e se converte em NADPH. Este processo está esquematizado na reação a seguir:

2H₂O* + 2NADP⁺ + Luz → O₂* + 2H⁺ + 2NADPH

🌿Ocorre um aumento da concentração de íons H⁺dentro da membrana dos tilacoides devido ao processo de transferência de elétrons através da membrana, abordado anteriormente. Os H⁺devem voltar para o onde se encontravam inicialmente: no estroma!;

🌿O retorno dos íons H⁺para o estroma é possibilitado pela enzima ATP-Sintetase: produtora de ATP ao adicionar um grupo fosfato no ADP (adenosina difosfato);

🌿Não esqueça que este processo de fosforilação depende da energia luminosa (a que gerou a transferência de elétrons nos fotossistemas dos cloroplastos), e por causa disso é chamado de fotofosforilação. Podendo ser processada de duas maneiras: cíclica ou acíclica.

🌿Fotofosforilação cíclica: 

Somente o fotossistema I (absorve luz no comprimento de onda de 700 nanômetros) atua por meio da clorofila p700, que ao entrar em contato com a luz luminosa, perde elétrons, e estes, são transferidos para um complexo proteico de transferência, ocasionando a formação de um gradiente de íons H⁺, utilizado para a produção de ATP. Com o final da transferência, os elétrons voltam para a molécula de clrofila que havia perdido elétrons, por isso este processo é denominado de cíclico. 

🌿Fosforilação acíclica:

O fotossistema II (absorve luz no comprimento de onda de 680 nanômetros) é excitado pela energia luminosa e perde elétrons e estes são captados pelo fotossistema I, que também perdeu elétrons por caus da captação de energia luminosa. Os elétrons perdidos pelo fotossistema I são transferidos para a produção de ATP e de NADPH pela ação da enzima ferredoxina (com ferro na sua composição). Estes processos indicam que a fotofosforilação acíclica é um processo unidirecional: o elétron que sai de um fotosistema é utilizado pelo outro.

👉Desta forma, resume-se que a fotofosforilação representa a produção de energia química (ATP) e de NADPH através da excitação das moléculas de clorofila, que ao sofrerem incidência de luz, perdem elétrons. E a fotólise da água é um mecanismo que permite a estabilização destas moléculas de clorofila que foram desestabilizadas (perderam elétrons).

Tendo em vista o que foi aprendido até aqui, podemos prosseguir para a próxima etapa:

ETAPA QUÍMICA/ESCURA/INDEPENDENTE DE LUZ

🌿Local de ocorrência: estroma dos cloroplastos, depende da energia química obtida através da energia luminosa;

🌿Produz moléculas orgânicas: carboidratos e glicídios;

🌿Usa o gás carbônico (CO2) - obtido pelo indivíduo fotossintetizante ou liberado por ele mesmo - como um dos produtos da respiração celular;

🌿O CO₂ reage com moléculas que contêm energia, a exemplo das sintetizadas na etapa fotoquímica: NADPH e ATP. Além disso, pode reagir com prótons H⁺contidos no estroma por meio de uma série de reações que caracterizam o Ciclo das pentoses/Ciclo de Calvin-Benson.

CO₂ + 2NADPH + 3ATP + 2H⁺ → (CH₂O) + 3ADP + 2NADP⁺ + H₂O

↓

Glicídio

🌿No Ciclo das pentoses/de Calvin, a enzima rubisco possibilita que o CO₂ se ligue a uma molécula de açúcar de cinco carbonos (ribulose-1,5-bifosfato);

🌿Por meio desta ligação, é usada a energia das moléculas de ATP e NADPH para estabilizar a molécula e sintetizar glicídios, como a glicose (apesar de geralmente ser sintetizada sacarose = glicose + frutose).

🌿Os glicídios resultantes são transportados para fora dos cloroplastos e são usados para a produção de carboidratos, ATP, ácidos nucléicos (DNA/RNA) e até de lipídios. Ou são armazendos na forma de amido (reserva vegetal) e armazenados em plastos presentes da célula vegetal.

Finalizamos as duas etapas da fotossíntese, porém também é importante refletir sobre os fatores que podem afetar as taxas fotossintéticas. Então vamos lá!

É evidente a importância dos nutrientes não é mesmo? Como exemplo, o magnésio que compõe a molécula de clorofila e do ferro que constitui as ferredoxinas (enzimas que transferem elétrons) e os citocromos. Além disso, existem outros fatores relacionados com a fotossíntese, vamos elencá-los:

👉A água;

👉Concentrações de dióxido de carbono;

👉Intensidade luminosa;

👉A temperatura;

👉Os fatores que inflenciam a taxa fotossintética são denominados de FATORES LIMITANTES!

🌿CO2: é utilizado pela célula fotossintetizante como substrato para a produção de matéria orgânica. Com o aumento da concentração de CO2, aumenta a taxa fotossintética, porém até um limite: o ponto de saturação. Após este ponto, o aumento de gás carbônico não aumenta a taxa de fotossíntese. Observe a representação disto no gráfico abaixo:

Relação entre a a taxa fotossintética e a concentração de CO2

🌿Intensidade luminosa: vimos que a energia luminosa é absorvida e utilizada pelos fotossistemas, excitando a clorofila e promovendo as reações características da fotossíntese. Portanto, sua intensidade tem grande influência na taxa fotossintética, porém, também delimitada por um ponto máximo denominado de: ponto de saturação luminoso. Após este ponto, aumentos na intesidade luminosa podem não aumentar a taxa de fotossíntese, pois todas as clorofilas encontram-se absorvendo energia na velocidade máxima possível. Esta situação está esquematizada no gráfico seguinte:

Relação entre a taxa fotossintética e intensidade luminosa

👉Obs: outro fator luminoso que afeta a eficiência fotossintética é o comprimento que incide na célula vegetal;

A taxa fotossintética é maior em comprimentos de onda entre 400 e 700 nm (nanômetros). Comprimentos de onda da cor azul e vermelho, respectivamente, absorvidos pelas clorofilas.

Os comprimentos de onda que correspondem a cor verde (a área de 500 a 600 nm) são refletidos, isso explica porque a cor verde é a mais presente nos vegetais. Refletido esse comprimento, as clorofilas não são excitadas por energia luminosa, portanto, não liberam os elétrons que são utilizados pela etapa fotoquímica.

🌿Temperatura: como a fotossíntese depende de enzimas (exemplos: ferredoxina e ATP-Sintetase) para acontecer e as enzimas apresentam pontos ótimos. A temperatura também é um fator que altera a eficiência fotossintética. Observe o gráfico abaixo:

Relação entre a taxa de fotossíntese e a temperatura

Geralmente, a tempetarura ótima da fotossíntese é compreendida entre 30 e 35 °C;

Temperaturas elevadas demais podem desnaturar as proteínas e enzimas utilizadas durante a fotossíntese, comprometendo a sua eficiência.

*:Desestabilização das ligações responsáveis ​​pela manutenção da estrutura da proteína causada por fatores externos, como a variação de pH, alterações na salinidade e tempetatura. 

🌿Outra relação de grande relevância, é a relação existente entre a fotossíntese e a respiração celular! Pois:

A célula fotossintetizante, produz oxigênio para ser liberado e compostos orgânicos para serem armazenados, no entanto, também precisa consumí-los para produzir energia em forma de ATP através da respiração celular.  Esta energia é utilizada pelo metabolismo para processos de divisão celular, crescimento, dentre outros...

Como o indivíduo fotossintetizante além de produzir também consome, é possível estabelecer uma relação, esquematizada no gráfico seguinte:

Relação entre a taxa de processo metabólico e a intensidade luminosa

Se a demanda de ATP requerida pelo metabolismo vegetal for constante quando em função da intensidade luminosa, o processo de síntese também será constante;

Logo, a demanda de O₂ também é constante;

Porém, devido a fotossíntese sofrer influência da intensidade luminosa:

👉Quando a taxa de fotossíntese é menor que a taxa de respiração celular, a célula vegetal consome mais O₂ que libera. Considera-se que o vegetal está respirando;

👉Quando a taxa de fotossíntese ultrapassa a taxa consumida pela respiração celular, a célula está liberando mais O₂ que consumindo;

👉Quando a taxa de fotossíntese equivale à taxa de respiração celular: ponto de compensação fótico. Ou seja, a quantidade de O2 produzida pela fotossíntese é a mesma que a requerida para o processo de respiração celular. 

 Bom, o biotexto termina aqui, espero ter contribuído com a sua bagagem de conhecimentos!

E para finalizar, deixo esta sugestão de site que aborda algumas questões sobre a fotossíntese que já caíram no ENEM: Fotossíntese no ENEM - Brasil Escola.

Sugestão de vídeos:

 

TÓPICOS ABORDADOS

1. Introdução e definição de fotossíntese

2. Organismos que realizam a fotossíntese

3. Experimento de Hill: comprovação de que o O2 formado é oirundo da molécula de água

4. Conhecendo o cloroplasto

5. Tipos de clorofila: o pigmento fotossintetizante

6. Etapas da fotossíntese: 

- Fotoquímica (clara): Fotólise e Fotofosforilação (cíclica e acíclica);

- Química (escura): Ciclo das Pentoses/Ciclo de Calvin-Benson

7. Fatores que limitam a fotossíntese

8. Respiração celular versus fotossíntese